现在的位置: 首页 > 综合 > 正文

Apk文件结构、dex反编译

2013年09月10日 ⁄ 综合 ⁄ 共 9325字 ⁄ 字号 评论关闭

android 系统最常见的莫过就似乎apk文件了,这就是android的安装文件
下面简单说说这个apk的文件格式吧,转载了下别人的说明:

Apk文件:

Android application package文件。每个要安装到OPhone平台的应用都要被编译打包为一个单独的文件,后缀名为.apk,其中包含了应用的二进制代码、资源、配置文 件等。

apk文件实际是一个zip压缩包,可以通过解压缩工具解开。可以用zip解开*.apk文件,下面是一个helloword的apk示例文件

·  |– AndroidManifest.xml   

·  |– META-INF   

·  |   |– CERT.RSA   

·  |   |– CERT.SF   

·  |   `– MANIFEST.MF   

·  |– classes.dex   

·  |– res   

·  |   |– drawable   

·  |   |   `– icon.png   

·  |   `– layout   

·  |       `– main.xml   

·  `– resources.arsc  

Manifest文件
  AndroidManifest.xml是每个应用都必须定义和包含的,它描述了应用的名字、版本、权限、引用的库文件等等信息[ , ],如要把apk上传到Google Market上,也要对这个xml做一些配置。网上已有很多资料,在此就不多做介绍了。
在apk中的AndroidManifest.xml是经过压缩的,可以通过AXMLPrinter2工具[ , ]解开,具体命令为:

·  java -jar AXMLPrinter2.jar AndroidManifest.xml  

·   

3.2 META-INF目录

  META-INF目录下存放的是签名信息,用来保证apk包的完整性和系统的安全。在eclipse编译生成一个api包时,会对所有要打包的文件做 一个校验计算,并把计算结果放在META-INF目录下。而在OPhone平台上安装apk包时,应用管理器会按照同样的算法对包里的文件做校验,如果校 验结果与META-INF下的内容不一致,系统就不会安装这个apk。这就保证了apk包里的文件不能被随意替换。比如拿到一个apk
包后,如果想要替换里面的一幅图片,一段代码,或一段版权信息,想直接解压缩、替换再重新打包,基本是不可能的。如此一来就给病毒感染和恶意修改增加了难 度,有助于保护系统的安全。

3.3 classes.dex文件

       classes.dex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。目前常见的java反编译工具都不能处理dex文件。
       Android模拟器中提供了一个dex文件的反编译工具,dexdump。用法为首先启动Android模拟器,把要查看的dex文件用 adb push上传的模拟器中,然后通过adb shell登录,找到要查看的dex文件,执行dexdump xxx.dex。
       仍然以hello world程序作为演示。

·  # dexdump classes.dex   

·  Processing ‘classes.dex’…   

·  Opened ‘classes.dex’, DEX version ‘035′  

·  Class #0            -   

·    Class descriptor  : ‘Lhello/world/R$attr;’  

·    …   

·  Class #5            -   

·    Class descriptor  : ‘Lhello/world/hello;’  

·    Access flags      : 0×0001 (PUBLIC)   

·    Superclass        : ‘Landroid/app/Activity;’  

·    Interfaces        -   

·    Static fields     -   

·    Instance fields   -   

·    Direct methods    -   

·      #0              : (in Lhello/world/hello;)   

·        name          : ‘<init>’  

·        type          : ‘()V’  

·        access        : 0×10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)   

·        code          -   

·        registers     : 1  

·        ins           : 1  

·        outs          : 1  

·        insns size    : 4 16-bit code units   

·        catches       : (none)   

·        positions     :   

·          0×0000 line=7  

·        locals        :   

·          0×0000 - 0×0004 reg=0 this Lhello/world/hello;   

·    Virtual methods   -   

·      #0              : (in Lhello/world/hello;)   

·        name          : ‘onCreate’  

·        type          : ‘(Landroid/os/Bundle;)V’  

·        access        : 0×0001 (PUBLIC)   

·        code          -   

·        registers     : 4  

·        ins           : 2  

·        outs          : 2  

·        insns size    : 17 16-bit code units   

·        catches       : (none)   

·        positions     :   

·          0×0000 line=11  

·          0×0003 line=13  

·          0×0008 line=14  

·          0×000d line=15  

·          0×0010 line=16  

·        locals        :   

·          0×0008 - 0×0011 reg=0 test Landroid/widget/TextView;   

·          0×0000 - 0×0011 reg=2 this Lhello/world/hello;   

·          0×0000 - 0×0011 reg=3 savedInstanceState Landroid/os/Bundle;   

·    source_file_idx   : 27 (hello.java)   

# dexdump classes.dex Processing 'classes.dex'... Opened 'classes.dex', DEX version '035' Class #0 - Class descriptor : 'Lhello/world/R$attr;' … Class #5 - Class descriptor : 'Lhello/world/hello;' Access flags : 0x0001 (PUBLIC) Superclass : 'Landroid/app/Activity;'
Interfaces - Static fields - Instance fields - Direct methods - #0 : (in Lhello/world/hello;) name : '<init>' type : '()V' access : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR) code - registers : 1 ins : 1 outs : 1 insns size : 4 16-bit code units catches : (none) positions
: 0x0000 line=7 locals : 0x0000 - 0x0004 reg=0 this Lhello/world/hello; Virtual methods - #0 : (in Lhello/world/hello;) name : 'onCreate' type : '(Landroid/os/Bundle;)V' access : 0x0001 (PUBLIC) code - registers : 4 ins : 2 outs : 2 insns size : 17 16-bit
code units catches : (none) positions : 0x0000 line=11 0x0003 line=13 0x0008 line=14 0x000d line=15 0x0010 line=16 locals : 0x0008 - 0x0011 reg=0 test Landroid/widget/TextView; 0x0000 - 0x0011 reg=2 this Lhello/world/hello; 0x0000 - 0x0011 reg=3 savedInstanceState
Landroid/os/Bundle; source_file_idx : 27 (hello.java)

  Dexdump的结果可以看到有class0到class5六个class,跟工程目录下bin目录中的class数目相对应,可以想象dex文件包 含了所有的class文件。但对hello.java的反编译结果(Class #5)中很难发现我们做的修改,即如何输出“hello, OPhone”。分支跳转表的反编译不完整,严格来说就没有完整的dump出来。fill-array-data表也存在同样的问题。还有其他很多限制。 总的来说dexdump反编的结果可读性很差。

       目前在网上能找到的另一个dex文件的反编译工具是Dedexer。Dedexer可以读取dex格式的文件,生成一种类似于汇编语言的输出。这种输出与 jasmin[ ]的输出相似,但包含的是Dalvik的字节码。我们会在下一节详细介绍一下Dedexer。

3.4 res目录
      res目录存放资源文件。关于apk文件中的资源管理,OPhone SDN网站上已经有文章做过详细介绍[ ],就不在此敷述。

3.5 resources.arsc
      编译后的二进制资源文件。

四.反编译工具Dedexer

        Dedexer是目前在网上能找到的唯一一个反编译 dex文件的开源工具[ ]。Dedexer下载后需要编译才能使用。如果你用过ant编译java 程序,那么编译Dedexer是一件非常简单的工作。注意目前Dedexer的最新版本是1.5,只能使用junit4.5编译。下面以linux环境为 例,讲一下Dedexer的编译使用过程。

       下载ddx1.5.zip后,解压缩会产生一个dedexer目录,其中包含build.xml文件。我们需要根据本机的环境配置build.xml的内 容,注意下面的粗体部分是我本机的配置。

·  <!– Directories of the project –>   

·  <property name=“home” value=“/home/danny/myproject/dedex/dedexer”/>   

·  <property name=“junit-home” value=“/home/danny/myproject/dedex”/>   

·  <!– Directories derived from the source tree root –>   

·  <property name=“classdir” value=“${home}/classes”/>   

·  <property name=“src” value=“${home}/sources”/>   

·  <property name=“testbase” value=“${home}/testfiles”/>   

·  <!– Directories derived from the JUnit base –>   

·  <property name=“junit_jar” value=“${junit-home}/junit-4.5.jar”/>  

<!-- Directories of the project --> <property name="home" value="/home/danny/myproject/dedex/dedexer"/> <property name="junit-home" value="/home/danny/myproject/dedex"/> <!-- Directories derived from the source tree root --> <property name="classdir" value="${home}/classes"/>
<property name="src" value="${home}/sources"/> <property name="testbase" value="${home}/testfiles"/> <!-- Directories derived from the JUnit base --> <property name="junit_jar" value="${junit-home}/junit-4.5.jar"/>

     环境配置好之后可以开始编译了。当然要保证你已经安装好了ant编译工具。执行ant。

  danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ant   

·  Buildfile: build.xml   

·  init:   

·      [mkdir] Created dir: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes   

·  compile:   

·      [javac] Compiling 48 source files to /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes   

·      [javac] Note: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/sources/hu/uw/pallergabor/dedexer/Annotation.java uses unchecked or unsafe operations.   

·      [javac] Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details.   

·   package:   

·        [jar] Building jar: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/ddx.jar   

·   

·  BUILD SUCCESSFUL   

·  Total time: 3 seconds  

danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ant Buildfile: build.xml init: [mkdir] Created dir: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes compile: [javac] Compiling 48 source files to /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes [javac] Note: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/sources/hu/uw/pallergabor/dedexer/Annotation.java
uses unchecked or unsafe operations. [javac] Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details. package: [jar] Building jar: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/ddx.jar BUILD SUCCESSFUL Total time: 3 seconds

  好了,编译dedexer成功,只用了3秒种,生成了ddx.jar文件。我习惯修改一下它的文件名,加上版本号。用来反编译的命令如下:
·  danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ java -jar ddx1.5.jar -d [target folder] classes.dex   

·  Processing hello/world/R$string   

·  Processing hello/world/R$layout   

·  Processing hello/world/hello   

·  Processing hello/world/R$attr   

·  Processing hello/world/R   

·  Processing hello/world/R$drawable  

danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ java -jar ddx1.5.jar -d [target folder] classes.dex Processing hello/world/R$string Processing hello/world/R$layout Processing hello/world/hello Processing hello/world/R$attr Processing hello/world/R Processing hello/world/R$drawable

  dedexer为每个class文件生成了一个后缀为ddx的文件。不出所料,有6个ddx文件。

·  danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ls hello/world/   

·  R$attr.ddx R.ddx R$drawable.ddx R$layout.ddx R$string.ddx hello.ddx  

danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ls hello/world/ R$attr.ddx R.ddx R$drawable.ddx R$layout.ddx R$string.ddx hello.ddx

          看一下我们所关心的hello.ddx的内容。

·  class public hello/world/hello   

·  .super android/app/Activity   

·  .source hello.java   

·   

·  .method public <init>()V   

·  .line 7  

·          invoke-direct   {v0},android/app/Activity/<init>        ; <init>()V   

·          return-void  

·  .end method   

·   

·  .method public onCreate(Landroid/os/Bundle;)V   

·  .line 11  

·          invoke-super    {v2,v3},android/app/Activity/onCreate   ; onCreate(Landroid/os/Bundle;)V   

·  .line 13  

·          new-instance    v0,android/widget/TextView   

·          invoke-direct   {v0,v2},android/widget/TextView/<init>  ; <init>(Landroid/content/Context;)V   

·  .line 14  

·          const-string    v1,“hello, OPhone”  

·          invoke-virtual  {v0,v1},android/widget/TextView/setText ; setText(Ljava/lang/CharSequence;)V   

·  .line 15  

·          invoke-virtual  {v2,v0},hello/world/hello/setContentView        ; setContentView(Landroid/view/View;)V   

·  .line 16  

·          return-void  

·  .end method  

class public hello/world/hello .super android/app/Activity .source hello.java .method public <init>()V .line 7 invoke-direct {v0},android/app/Activity/<init> ; <init>()V return-void .end method .method public onCreate(Landroid/os/Bundle;)V .line 11 invoke-super
{v2,v3},android/app/Activity/onCreate ; onCreate(Landroid/os/Bundle;)V .line 13 new-instance v0,android/widget/TextView invoke-direct {v0,v2},android/widget/TextView/<init> ; <init>(Landroid/content/Context;)V .line 14 const-string v1,"hello, OPhone" invoke-virtual
{v0,v1},android/widget/TextView/setText ; setText(Ljava/lang/CharSequence;)V .line 15 invoke-virtual {v2,v0},hello/world/hello/setContentView ; setContentView(Landroid/view/View;)V .line 16 return-void .end method

    从反编译的结果来看,代码的可读性仍然比较差,但比dexdump相比要好一些。我们能够看到“hello, OPhone”字符串是通过invoke-virtual {v0, v1}, android/widget/TextView/setText调用的。

    dedexer与dexdump相比至少有3个优点。一,不需要在android模拟器中运行。二,把dex文件按照java源代码package的目录 结构建好了目录,每个class文件对应一个ddx文件。不像dexdump那样把所有的结果都放在一起。三,按照Dedexer作者的说法,可以把 Dedexer作为一个像jasmin那样的反编译引擎,目前好多强大的java反编译工具都是以jasmin作为反编译引擎的。

抱歉!评论已关闭.