CN108170433A - 一种Java代码的混淆方法、恢复方法及其装置 - Google Patents

一种Java代码的混淆方法、恢复方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Java代码的混淆方法、恢复方法及其装置，该Java代码的混淆方法包括：定义混淆规则，以及将混淆规则存储在混淆规则文件中；根据混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件；将混淆的Java类文件和混淆规则文件打包成JAR文件。本发明通过定义混淆规则，灵活地配置哪些Java类文件需要混淆，此外，混淆的Java类文件还实现了混淆细节，从而防止被反编译，以及混淆后的Java类文件依然符合Java类文件格式规范，能够参与编译，而且不会造成Java程序依赖的其他第三方框架和类库运行时的错误。

Description

一种Java代码的混淆方法、恢复方法及其装置
技术领域
本发明涉及计算机安全领域，具体来说，涉及一种Java代码的混淆方法、恢复方法及其装置。
背景技术
源代码作为科技公司的核心资产应当被严格保护起来，以防他人窃取。虽然绝大多数公司都有一系列安全措施杜绝源代码泄露，但是Java程序由于其自身特点，存在源代码被泄露的风险。Java编译器将源代码编译后生成Java虚拟机可以执行的字节码，并以特定的文件格式和内容布局将字节码存储在Java类文件中。Java反编译工具可以读取Java类文件的内容，从而反向编译出Java程序的源代码。
对于做系统输出或者运营公有云服务的科技公司来说，Java程序是部署在客户的计算机环境，或者第三方公有云平台(例如，阿里云，腾讯云等)。因此，如何防止客户未经授权传播Java程序，或者黑客窃取Java程序，进而反编译Java类文件导致源代码细节泄露，是一个亟待解决的问题。
目前防止反编译的技术主要分为两种：命名混淆技术和Java类文件加密技术，具体地：
命名混淆技术是通过更改Java程序中的变量名、方法名等方式，降低代码可读性，增大阅读反编译后代码的难读。但本质上并没有解决问题，通过仔细阅读反编译后的代码，还是能够理解程序的实现细节；
类文件加密技术是通过使用加密算法，将Java类文件内容全部加密的方式来阻止反编译。该方法从本质上解决了反编译的问题，但同时带来其他问题。首先，加密后的类文件不符合Java类文件格式规范，不是一个合法的Java类文件。如果其他Java类在编译时期依赖这个类，Java编译器因无法解析加密后的Java类文件而报错，导致该方法不能用于Java类库的加密。其次，很多第三方框架和类库会在程序启动或者运行时动态地读取Java类文件。如果Java程序使用了这些第三方框架和类库，由于Java类文件被加密，导致运行时出错。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种Java代码的混淆方法、恢复方法及其装置，其可以灵活地配置混淆规则，从而决定哪些Java类需要混淆，混淆后的Java类文件依然能够参与编译，而且不会造成其他第三方框架和类库运行时的错误。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种Java代码的混淆方法。
该Java代码的混淆方法包括：定义混淆规则，以及将混淆规则存储在混淆规则文件中；根据混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件；将混淆的Java类文件和混淆规则文件打包成JAR文件。
根据本发明的一个实施例，根据混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件包括：根据混淆规则，确定需混淆的Java类文件；将需混淆的Java类文件中类方法的代码段进行混淆，从而获得混淆的Java类文件。
根据本发明的另一方面，提供了一种Java代码的恢复方法。
该Java代码的恢复方法包括：将恢复算法写入动态库，将动态库植入到Java程序运行的操作系统中；以及调用指定的类加载器，以及通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件包括：指定的类加载器读取JAR文件中的混淆规则文件中的混淆规则，判断Java类文件是否需要恢复；在判断Java类文件需要恢复的情况下，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件包括：将Java类文件中类方法的代码段发送至动态库进行恢复；动态库将恢复后的代码段返回。
根据本发明的另一方面，提供了一种Java代码的混淆装置。
该Java代码的混淆装置包括：定义存储模块，用于定义混淆规则，以及将混淆规则存储在混淆规则文件中；混淆模块，用于根据混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件；打包模块，用于将混淆的Java类文件和混淆规则文件打包成JAR文件。
根据本发明的一个实施例，混淆模块包括：确定模块，用于根据混淆规则，确定需混淆的Java类文件；混淆子模块，用于将需混淆的Java类文件中类方法的代码段进行混淆，从而获得混淆的Java类文件。
根据本发明的另一方面，提供了一种Java代码的恢复装置。
该Java代码的恢复装置包括：植入模块，用于将恢复算法写入动态库，将动态库植入到Java程序运行的操作系统中；以及调用恢复模块，用于调用指定的类加载器，以及通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，调用恢复模块包括：判断模块，用于读取JAR文件中的混淆规则文件中的混淆规则，判断Java类文件是否需要恢复；恢复模块，用于在判断Java类文件需要恢复的情况下，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，恢复模块包括：发送模块，用于将Java类文件中类方法的代码段发送至动态库进行恢复；返回模块，用于将恢复后的代码段返回。
本发明的有益技术效果在于：
本发明通过定义混淆规则，灵活地配置哪些Java类文件需要混淆，此外，混淆的Java类文件还实现了混淆细节，从而防止被反编译，以及混淆后的Java类文件依然符合Java类文件格式规范，能够参与编译，而且不会造成Java程序依赖的其他第三方框架和类库运行时的错误。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的Java代码的混淆方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的混淆过程的示意图；
图3是根据本发明实施例的Java代码的恢复方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的恢复类文件过程的示意图；
图5是根据本发明实施例的Java代码的混淆装置的框图；
图6是根据本发明实施例的Java代码的恢复装置的框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种Java代码的混淆方法、恢复方法及其装置。
如图1所示，根据本发明实施例的Java类文件的混淆方法包括：步骤S101，定义混淆规则，以及将混淆规则存储在混淆规则文件中，其中，该混淆规则定义了哪些Java类文件需要混淆；步骤S103，根据混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件；步骤S105，将混淆的Java类文件和混淆规则文件打包成JAR文件。
借助于本发明的上述技术方案，通过定义混淆规则，灵活地配置哪些Java类文件需要混淆，此外，混淆的Java类文件还实现了混淆细节，从而防止被反编译，以及混淆后的Java类文件依然符合Java类文件格式规范，能够参与编译，而且不会造成Java程序依赖的其他第三方框架和类库运行时的错误。为了更好的描述本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对该混淆方法进行详细的描述。
根据本发明的一个实施例，根据混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件包括：根据混淆规则，确定需混淆的Java类文件；将需混淆的Java类文件中类方法的代码段进行混淆，从而获得混淆的Java类文件，从而混淆了实现细节，同时，混淆的Java类方法的代码段的大小没有发生改变，因此没有破坏Java类文件结构，此外，混淆的Java类文件仍然能够参与Java编译，而且也不会造成Java程序依赖的其他第三方框架和类库的运行时错误。
为了更好的描述本发明的技术方案，下面通过具体的实施例进行详细的描述。
如图2所示，首先，对Java源文件进行编译，获得类文件，其中，Java源文件指用Java语言写出来的代码保存为文件后的结果，源文件是相对目标文件和可执行文件而言的，而Java类文件则是利用Java编译器生成的编译文件，其是用来给Java虚拟机执行的机器语言。随后将混淆规则写入混淆规则文件或混淆规则文件(如Manifest文件)中，混淆规则定义了哪些Java类文件需要混淆。。随后，读取混淆规则文件中的混淆规则，判断Java类文件是否需要混淆，在Java类文件需要混淆的情况下，将Java类文件中类方法的代码段进行混淆，并重新写入Java类文件中。此外，在Java类文件不需要混淆的情况下，无需对该Java类文件进行混淆处理。最后，将混淆后的Java类文件和混淆规则文件打包成JAR文件，该JAR文件是将许多文件组合成的一个压缩文件。
此外，Java类文件格式是Sun公司开发设计的一种文件格式，其制定了编译器生成的Java类的字节码存储于文件的规范，例如，根据本发明的一个实施例，以上示出了类文件的格式。
另外，在上述代码段中的method_info部分存储了Java类的所有方法的信息，例如，根据本发明的一个实施例，以下出了method_info结构。
此外，在method_info的结构中，attributes存储了Java类方法的很多属性，其中一个属性为Code属性，也就是本发明中所述的Java类方法的代码段例如，根据本发明的一个实施例，以下出了Code结构。
另外，Code结构里code[code_length]是一个变长的数组，其存储了Java类方法的Java指令信息，也就是Java类方法的实现细节，从而通过混淆该数组，从而混淆实现细节，从而防止被反编译，进而避免了源代码被泄露造成经济损失的情况。
此外，以下还是出了将混淆的Java类文件和混淆规则文件打包成JAR文件的目录结构。
根据本发明的实施例，还提供了一种Java代码的恢复方法。
如图3所示，根据本发明实施例的Java代码的恢复方法包括：步骤S301，将恢复算法写入动态库，将动态库植入到Java程序运行的操作系统中；步骤S302，调用指定的类加载器，以及通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件包括：指定的类加载器读取JAR文件中的混淆规则文件中的混淆规则，判断Java类文件是否需要恢复；在判断Java类文件需要恢复的情况下，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件包括：将Java类文件中类方法的代码段发送至动态库进行恢复；动态库将恢复后的代码段返回。
为了更好的描述本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对该恢复方法进行详细的描述。
如图4所示，首先，JAR文件内包括：混淆后的Java类文件和混淆规则文件，通过读取JAR文件中的混淆规则文件中的混淆规则，判断该Java类文件是否需要恢复，如果不需要恢复，那么由Java默认类加载器完成加载；而如果需要恢复，调用指定的类加载器，以及通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，随后读取Java类文件内容，将类方法的代码段读取出来，将Java类文件中类方法的代码段发送至动态库进行恢复，动态库恢复代码段后再将数据返回。例如，根据本发明的一个实施例，以下示出了混淆规则文件的文件格式。
为了更好的描述本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。
1)、将混淆规则写入混淆规则文件中，例如，根据本发明的一个实施例，该混淆规则为：
Obfuscation:com.example.credential
Skip-Obfuscation:com.example.public
其中，该混淆规则指定com.example.credentail包下的所有Java类需要做混淆，而com.example.public包下的所有Java类不需做混淆。
2)、混淆类文件
读取Java编译器编译生成的Java类文件，参照混淆规则，如果该类文件需要做混淆，那么根据类文件格式规范，定位Java类文件里每一个方法的Code属性，将其内容混淆。
此外，可以灵活设计混淆规则，但混淆后的内容大小必须和混淆前一致，否则会破坏Java类文件结构。例如，根据本发明的一个实施例，假设该数组中的每个元素i，当前元素在整个数组中的位置为p，代码段大小值为n，计算出i1＝i^p^n(^表示按位异或操作)，用i1值替换原有的i值，从而实现混淆，最后将混淆后的内容重新写回Java类文件中。
3)、打包
将混淆后的Java类文件和混淆规则文件一起打包成JAR文件。
4)、类加载器
由于Java类文件经过混淆，Java内置的类加载器无法正常加载混淆后的类文件，所以需要使用特定的类加载器，通过继承Java默认类加载器，重新实现类加载过程，恢复被混淆的代码段。
当需要加载一个Java类文件的时候，加载器读取混淆规则文件，判断该Java类文件是否需要恢复，如果不需要恢复，那么由Java默认类加载器完成加载；如果需要恢复，那么通过Java本地方法调用，将混淆后的代码段传入负责恢复的动态库，得到恢复后的代码段。
5)、动态库
该动态库由C语言实现，植入运行时的操作系统。类加载器通过Java本地方法调用方式，将混淆后的代码段传入，在动态库内完成恢复，再返回给类加载器，此外，混淆和恢复算法是可以灵活地替换和升级的。
根据本发明的另一方面，提供了一种Java代码的混淆装置。
如图5所示，该Java代码的混淆装置包括：定义存储模块51，用于定义混淆规则，以及将混淆规则存储在混淆规则文件中；混淆模块52，用于根据混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件；打包模块，用于将混淆的Java类文件和混淆规则文件打包成JAR文件。
根据本发明的一个实施例，混淆模块52包括：确定模块(未示出)，用于根据混淆规则，确定需混淆的Java类文件；混淆子模块(未示出)，用于将需混淆的Java类文件中类方法的代码段进行混淆，从而获得混淆的Java类文件。
根据本发明的另一方面，提供了一种Java代码的恢复装置。
如图6所示，该Java代码的恢复装置包括：植入模块61，用于将恢复算法写入动态库，将动态库植入到Java程序运行的操作系统中；以及调用恢复模块62，用于调用指定的类加载器，以及通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，调用恢复模块62包括：判断模块(未示出)，用于读取JAR文件中的混淆规则文件中的混淆规则，判断Java类文件是否需要恢复；恢复模块(未示出)，用于在判断Java类文件需要恢复的情况下，通过指定的类加载器调用动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
根据本发明的一个实施例，恢复模块包括：发送模块(未示出)，用于将Java类文件中类方法的代码段发送至动态库进行恢复；返回模块(未示出)，用于将恢复后的代码段返回。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过定义混淆规则，灵活地配置哪些Java类文件需要混淆，此外，混淆的Java类文件还实现了混淆细节，从而防止被反编译，以及混淆后的Java类文件依然符合Java类文件格式规范，能够参与编译，而且不会造成Java程序依赖的其他第三方框架和类库运行时的错误。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种Java代码的混淆方法，其特征在于，包括：
定义混淆规则，以及将所述混淆规则存储在混淆规则文件中；
根据所述混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件；
将所述混淆的Java类文件和所述混淆规则文件打包成JAR文件。
2.根据权利要求1所述的混淆方法，其特征在于，根据所述混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件包括：
根据所述混淆规则，确定需混淆的Java类文件；
将所述需混淆的Java类文件中类方法的代码段进行混淆，从而获得所述混淆的Java类文件。
3.一种Java代码的恢复方法，其特征在于，包括：
将恢复算法写入动态库，将所述动态库植入到Java程序运行的操作系统中；以及
调用指定的类加载器，以及通过所述指定的类加载器调用所述动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
4.根据权利要求3所述的恢复方法，其特征在于，通过所述指定的类加载器调用所述动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件包括：
所述指定的类加载器读取JAR文件中的混淆规则文件中的混淆规则，判断所述Java类文件是否需要恢复；
在判断所述Java类文件需要恢复的情况下，通过所述指定的类加载器调用所述动态库中的恢复算法，从而恢复所述混淆的Java类文件。
5.根据权利要求4所述的恢复方法，其特征在于，通过所述指定的类加载器调用所述动态库中的恢复算法，从而恢复所述混淆的Java类文件包括：
将所述Java类文件中类方法的代码段发送至所述动态库进行恢复；
所述动态库将恢复后的代码段返回。
6.一种Java代码的混淆装置，其特征在于，包括：
定义存储模块，用于定义混淆规则，以及将所述混淆规则存储在混淆规则文件中；
混淆模块，用于根据所述混淆规则，对Java类文件进行混淆，获得混淆的Java类文件；
打包模块，用于将所述混淆的Java类文件和所述混淆规则文件打包成JAR文件。
7.根据权利要求6所述的混淆装置，其特征在于，所述混淆模块包括：
确定模块，用于根据所述混淆规则，确定需混淆的Java类文件；
混淆子模块，用于将所述需混淆的Java类文件中类方法的代码段进行混淆，从而获得所述混淆的Java类文件。
8.一种Java代码的恢复装置，其特征在于，包括：
植入模块，用于将恢复算法写入动态库，将所述动态库植入到Java程序运行的操作系统中；以及
调用恢复模块，用于调用指定的类加载器，以及通过所述指定的类加载器调用所述动态库中的恢复算法，从而恢复混淆的Java类文件。
9.根据权利要求8所述的恢复装置，其特征在于，所述调用恢复模块包括：
判断模块，用于读取JAR文件中的混淆规则文件中的混淆规则，判断所述Java类文件是否需要恢复；
恢复模块，用于在判断所述Java类文件需要恢复的情况下，通过所述指定的类加载器调用所述动态库中的恢复算法，从而恢复所述混淆的Java类文件。
10.根据权利要求9所述的恢复方法，其特征在于，所述恢复模块包括：
发送模块，用于将所述Java类文件中类方法的代码段发送至所述动态库进行恢复；
返回模块，用于将恢复后的代码段返回。
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