CN104462883A - 一种apk文件加固的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种APK文件加固的方法，其包括步骤：将需要加固的APK文件的源代码分成作为主体部分的第一源代码及作为核心功能部分的第二源代码；将第一源代码、第二源代码分别编译成第一APK文件及第二APK文件；解压第一APK文件，提取第一APK文件中的第一classes.dex文件；对第二APK文件进行加密处理，统计加密后第二APK文件的文件长度信息；将加密后的第二APK文件及其文件长度信息添加在第一classes.dex文件的尾部；重新计算并更新第一classes.dex文件中文件头信息，将使用Android SDK中提供的签名工具对第一APK文件进行签名，即得到加固处理后的APK文件。本发明可以规避现有Android逆向工具的反编译，增加反编译的难度，从而可以极大程度地提高APK文件的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端应用安全领域，特别涉及一种APK文件加固的方法。
背景技术
APK(Android PacKage的缩写)即Android安装包。将APK文件(即APK应用程序)直接传到Android模拟器或Android操作系统的终端设备(比如安卓智能手机)中执行即可安装。APK文件其实是zip格式，但后缀名被修改为apk，在windows系统上可以通过解压缩工具(比如winrar软件)直接解压查看。解压APK文件后，一般的可看到的目录结构如下表1所示：
表1
Android应用程序开发的最后阶段是打包签名，生成APK文件供用户下载安装，打包封装成APK文件如图1所示。由此可以看出，如果能够对Dex文件和AndroidManifest.XML进行逆向，即可还原出应用APK文件的源代码，若在源代码的基础上加入恶意代码，重新签名打包，即可生成携带恶意代码的APK文件。
随着Android移动终端平台的日益发展，第三方应用程序大量涌现，对第三方应用的盗版和重打包现象日益严重。由于Android平台软件使用的编程语言是Java，而Java源代码编译后的二进制代码极易被反编译，导致其破解难度远小于其他使用编译性语言编写的程序。鉴于Android下APK文件能够很容易的由dex2jar和JD-GUI、JAD等反编译工具反编译为易于阅读的JAVA代码，从而代码中的明文字符串、库函数调用、核心功能函数等都一目了然，使得非法开发者对第三方应用程序的盗版或者核心功能的逆向工程变得更加容易。
发明内容
本发明提供了一种APK文件加固的方法，解决了APK文件(即APK应用程序)易于被反编译显示的问题，能够使第三方应用程序加固，最大化保护APK应用程序的安全。
本发明采用如下技术方案实现：一种APK文件加固的方法，其包括步骤：
将需要加固的APK文件的源代码分成作为主体部分的第一源代码及作为核心功能部分的第二源代码；
将第一源代码、第二源代码分别编译成第一APK文件及第二APK文件；
解压第一APK文件，提取第一APK文件中的第一classes.dex文件；
对第二APK文件进行加密处理，统计加密后第二APK文件的文件长度信息；
将加密后的第二APK文件及其文件长度信息添加在第一classes.dex文件的尾部；
重新计算并更新第一classes.dex文件中文件头信息，将更新后的第一classes.dex文件放回第一APK文件中，使用Android SDK中提供的签名工具对第一APK文件进行签名，即得到加固处理后的APK文件。
其中，重新计算的第一classes.dex文件中文件头信息包括效验码checksum字段、SHA-1签名signature字段和第一classes.dex文件的总长度file_size字段。
其中，对第二APK文件进行加密处理的加密方式为标准加密方式或已知的任意一种文件加密方法。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过本发明的方法，能够对Android下的APK应用程序进行加固处理，使反编译结果中APK文件的核心功能部分或关键部分的源代码得以隐藏，可以规避现有Android逆向工具的反编译，增加反编译的难度，从而可以极大程度地提高APK文件的安全性。
附图说明
图1是APK文件的打包封装流程示意图。
图2是本发明一个优选实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请的技术方案，申请人先对APK文件目录结构中classes.dex文件先做进一步的详细介绍：
classes.dex文件是java源码编译后生成的java字节码文件。但由于Android使用的dalvik虚拟机与标准的java虚拟机是不兼容的，dex文件与class文件相比，不论是文件结构还是opcode都不一样。classes.dex文件由文件头、索引区和数据区三大部分组成。其中，classes.dex文件头部分结构定义如下表2所示。
表2
在Android源码中，Dalvik虚拟机的实现位于dalvik/目录下，其中dalvik/vm是虚拟机的实现部分，将会编译成libdvm.so；而dalvik/libdex将会编译成libdex.a静态库作为dex工具；dalvik/dexdump是.dex文件的反编译工具；虚拟机的可执行程序位于dalvik/dalvikvm中，将会编译成dalvikvm可执行文件。
在Android平台运行APK文件时，先由Dalvik虚拟机加载解压APK文件并校验完整性，提取Classes.dex文件，然后执行classes.dex文件中的字节码。在执行classes.dex文件时，Dalvik虚拟机首先会检查其文件头部分的checksum字段和siganature字段，确保classes.dex文件没有被损坏或篡改，然后才根据文件头里定义的其他结构的偏移地址和长度信息进行寻址解析与执行。最后dalvik虚拟机会从classes.dex文件中读取指令和数据，进而运行该APK文件的程序逻辑。
结合图2所示，本发明的一个优选实施例包括如下实现步骤：
步骤S1、从需要加固的APK文件的源代码中提取部分或全部的核心功能源代码或关键部分源代码，该核心功能源代码或关键部分源代码记为第二源代码，而APK文件的源代码中剩余部分的源代码记为第一源代码。即，将需要加固的APK文件的源代码分成作为主体部分的第一源代码及作为核心功能部分(或关键部分源代码)的第二源代码。
哪些源代码属于核心功能代码或关键部分源代码、到底需要提取全部还是部分的核心功能源代码或关键部分源代码，可以在加固打包时根据实际需要确定。
步骤S2、将第一源代码、第二源代码分别编译成第一APK文件及第二APK文件。
步骤S3、解压第一APK文件，提取第一APK文件中的第一classes.dex文件。
步骤S4、采用为标准加密方式或已知的任意一种文件加密方法对第二APK文件进行加密处理，统计加密后第二APK文件的文件长度信息。
步骤S5、将加密后的第二APK文件及其文件长度信息添加在第一classes.dex文件的尾部，以便在解密时通过文件长度信息能够确定第二APK文件在第一classes.dex文件中的起始位置。
步骤S6、重新计算并更新第一classes.dex文件中文件头信息，包括效验码checksum、SHA-1签名signature和第一classes.dex文件的总长度file_size字段的值。其中，效验码checksum字段为第一classes.dex文件第12字节以后的内容的循环冗余校验码，存储在第一classes.dex文件的第8到12字节位置，共4个字节；SHA-1签名signature字段为第一classes.dex文件第32字节以后的SHA-1签名值，存储在第12到32字节位置，共20个字节；第一classes.dex文件的总长度file_size字段为第一classes.dex文件的文件长度，存储在第32到36字节位置，共4个字节。分别计算这几个字段变化之后的值，替换第一classes.dex文件中原文件头信息即可。
步骤S7、将第一classes.dex文件放回第一APK文件中，使用Android SDK中提供的签名工具对第一APK文件进行签名，即完成了APK文件的加固处理。
利用上述加固方法进行加固的APK文件，分别使用目前最流行的Android逆向工具dex2jar与apktool进行逆向编译，逆向编译出来的源代码均只有第一源代码，而核心功能部分或关键部分的第二源代码均被隐藏了。由此可见，利用本申请提到的加固方法加固处理后，实现了APK文件的核心功能部分或关键部分的源代码的隐藏，可以规避现有Android逆向工具的反编译，从而可以极大程度地提高APK文件的安全性。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、安卓系统的数字电视接收装置、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种APK文件加固的方法，其特征在于，包括步骤：
将需要加固的APK文件的源代码分成作为主体部分的第一源代码及作为核心功能部分的第二源代码；
将第一源代码、第二源代码分别编译成第一APK文件及第二APK文件；
解压第一APK文件，提取第一APK文件中的第一classes.dex文件；
对第二APK文件进行加密处理，统计加密后第二APK文件的文件长度信息；
将加密后的第二APK文件及其文件长度信息添加在第一classes.dex文件的尾部；
重新计算并更新第一classes.dex文件中文件头信息，将更新后的第一classes.dex文件放回第一APK文件中，使用Android SDK中提供的签名工具对第一APK文件进行签名，即得到加固处理后的APK文件。
2.根据权利要求1所述一种APK文件加固的方法，其特征在于，重新计算的第一classes.dex文件中文件头信息包括效验码checksum字段、SHA-1签名signature字段和第一classes.dex文件的总长度file_size字段。
3.根据权利要求1所述一种APK文件加固的方法，其特征在于，对第二APK文件进行加密处理的加密方式为标准加密方式或已知的任意一种文件加密方法。
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