Android反编译及调试利器(jadx+apktool+android studio)

前言

为什么要反编译别人的代码

  • 人家比咱写的好,学习?
  • 了解别人某个功能实现,参考?
  • 看中了人家的本地数据库或者其他资源想要,但是人家的本地数据库加密了,要读源码才能解密?
  • 分析竞品使用了哪些广告,或者什么策略?
  • 破解vip限制?
    ······

jadx的高级技巧

介绍

jadx是史上最好用的反编译软件,有以下优点:

  • 图形化的界面
  • 拖拽式的操作
  • 反编译输出 Java 代码
  • 导出 Gradle 工程
  • 支持.dex, .apk, .jar or .class
  • 反混淆
  • 支持代码跳转
  • 支持搜索文本,类

这些优点都让 jadx 成为我反编译的第一选择,它可以处理大部分反编译的需求,基本上是我反编译工具的首选。

安装 官网

jadx 本身就是一个开源项目,源代码已经在 Github 上开源了。有兴趣可以直接 clone 源代码,然后本地自己编译。但是多数情况下,我们是需要一个编译好的版本。编译好的版本,在github是也可以直接下载到,下载最新版本,现在的最新版是 jadx-0.8.0 。下载好解压之后,你会获得这样的目录结构:

jadx-img.png

对于 Mac 或者 Linux,使用 jadx-gui ,Windows 下就需要使用 jadx-gui.bat 了,双击可以直接运行,如果有安全警告,忽略它就可以了。(后文主要以 Windows 环境为讲解, 其他平台下的大部分操作都是类似的)

使用

直接双击前面解压出来的jadx-gui.bat就可以直接运行。运行之后会打开一个界面,有一个文件选择弹窗,你可以选择一个 apk、dex、jar、zip、class、aar 文件,可以看到 jadx 支持的格式还是挺多的,基本上编译成 Java 虚拟机能识别的字节码,它都可以进行反编译。除了选择一个文件,还可以直接将 apk 文件,拖拽进去,这一点非常好用。下面给大家感受一下jadx的强大:


jadx_java.png

jadx_androidmanifest.png
jadx_drawable.png
jadx_layout.png
jadx_string.png
  • 搜索功能
    jadx 提供的搜索功能,非常强大,而且搜索速度也不慢。点击 Navigation -> Text Search 或者 Navigation -> Class Search 激活它,并且 jadx 的搜索支持四种维度,Class、Method、Field、Code,我们可以根据我们搜索的内容进行勾选,范围最大的就是 Code ,基本上就是文本匹配搜索。
  • 查找引用
    比如想要找到我们想要的类和代码,那么可以直接使用 jadx 的搜索代码功能,找到我们需要查看的类或者代码,选中点击右键,选择Find Usage
  • 反混淆(Deobfuscation)
    一般 apk 在发布出去之前,都是会被混淆的,这基本上是国内 App 的标配,但其实非常不利于我们阅读。我们很难看到一个 a.java 的文件之后,就确定它是哪一个,还需要根据包名来区分。而 Deobfusation 功能,可以为它们起一个特殊的名字,这样它在这个项目中,名字就是唯一的,方便我们识别和搜索。这个功能可以在 Tools -> deobfusation 中激活
  • 导出Gradle工程
    jadx-gui 可以直接阅读代码,还是很方便的。但是毕竟没有我们常见的编辑器来的方便。jadx支持将反编译后的项目,直接导出成一个 Gradle 编译的工程。可以通过 File -> Save as gradle project 来激活这个功能。最终输出的项目,可以直接通过 Android Studio 打开。

可能出现的问题

  • 资源文件可能有缺失,资源文件还是通过apktool来获取
  • inconsistent code
    有时候有代码,反编译的不完整,你会看到 JADX WARNING : inconsistent code 标志的错误。jadx 为了应对这样的情况,可以尝试开启 Show inconsistent code 开关。你可以在 File -> Preferences 中找到它。这样处理的代码,大部分为伪代码,可能会有错误的地方。
  • 在反编译较大的apk时,如果遇到jadx-jui卡顿和假死的情况,可适当优化jvm相关参数
    • 减少处理的线程数
      jadx 为了加快编译的效率,所以是使用多线程处理的,而多个线程会耗费跟多的内存。所以减小反编译时候的线程数,是一个有效的方法。如果使用命令行的话,可以使用 -j 1 参数,配置线程数为 1,不配置的话,默认线程数为 4。而使用 jadx-gui 的话,可以在 Preferences 中,通过配置 Processing threads count 来配置线程数
    • 修改 jadx 脚本
      直接编辑 ./bin 目录下的 jadx.bat脚本,配置找到 DEFAULT_JVM_OPTS ,将它设置为 DEFAULT_JVM_OPTS="-Xmx2500M" ,就可以配置当前使用的内存大小。
    • 使用命令行命令
      如果以上方式都不好用,在没有更好的办法的情况下,你可以直接使用命令行,通过 jadx 的命令进行放编译。并将线程数配置为 1 ,这样虽然慢一些,但是多数情况下,是可以正常输出反编译后的代码的。
      举个例子:
      jadx -d out -j 1 classes.dex
      更过命令,可以通过 jadx -h 命令进行查看。
      仔细看看 jadx 命令配置的参数,基本上都可以在 Preferences 中,找到对应的配置项,相互对照理解一下,应该不难发现它的使用方式。

apktool查看资源文件

利用apktool查看apk的xml文件、AndroidManifest.xml和图片等,也可以查看src目录下的smali文件。

安装 官网

  • 下载apktool.bat,把鼠标移至wrapper script上,然后右击,链接另存为…,把下载来的文件放到如E:\Android\apktools,记得名字要改成apktool.bat;
  • 下载apktool.jar文件,点击find newest here,跳到下载页,我们能尽量下载最新版本,旧版本可能不能用,我这里下载最新版本apktool_2.3.4.jar,也把该文件刚到apktool文件夹下。
  • 把你下载来的jar文件重新命名为:apktool.jar。
  • 官网建议你把apktool.bat、apktool.jar放到C盘的Windows下,也可以不用,但是需要把存放的路径配置到环境变量的PATH中

使用

  1. win+R,输入cmd调出命令行窗口,切换到apktool文件夹目录下。接下来把apk拷贝到E:\Android\apktools下面,然后在cmd窗口输入命令,回车,如下图:
    apktool d yourapp.apk

    apktools_d.png

    这样就表示成功了,我们就可以在E:\Android\apktools发现一个新的文件夹yourapp(这个文件夹的文字跟你的apk名字一样),里面我们就可以看到xml文件、AndroidManifest.xml和图片等资源文件了。
    经过上面的步骤,我们可以在文件夹yourapp中发现一个文件夹smali,这里面其实就java代码,只不过不是jar形式的,关于如何查看java源码,可以通过dex2jar工具,这里不是我们关注的重点,不在这里赘述。

  2. 反编译后想验证自己的某些想法,或者代码有些地方没有看明白想添加log,可以通过修改图片等资源文件或者smali源码后再重新打包的方式。命令如下:
    apktool b test
    重新打包后新的未签名apk生成的路径在yourapp/dist/yourapp.apk。
    修改图片,或者strings.xml等资源文件,可以直接执行重新打包命令即可。如果需要修改smali源码,要对smali语法有一定的了解,再进行修改。

  3. 对打包后的apk签名,未签名的apk无法安装到Android手机里。使用你自己的签名文件进行签名,签名命令参考如下:
    apksigner.bat sign --ks yourapp\keystore.jks --ks-key-alias keystore yourapp\dist\yourapp.apk
    也可以使用其他三方的apk签名工具进行签名。

  4. 优化apk包,这一步是可选的。用来将apk包进行整理,以适应设备的读取等
    zipalign.exe -f -v 4 yourapp.apk yourapp_zip.apk
    -f 强制覆盖已有的文件
    -v 输出详细内容
    4 指定档案整理的字节数,一般为4,即32位
    yourapp.apk 是未整理的apk文件名 yourapp_zip.apk 是整理后的apk文件名
    检查apk有没有zipalign对齐:
    zipalign -c -v 4 被检查的apk文件
    对齐安装时会可能会遇到错误
    先签名再对齐,否则先对齐再签名会破坏对齐

  5. 正常安装签名后的apk即可体验。

android studio无源码动态调试apk

主要过程就是AndroidStudio动态调试Smali,是非常有效的逆向分析方法。把apk反编译成Smali然后倒入AndroidStudio中,然后通过jdwp调试相关进程。

基本技能

  • 会使用AndroidStudio的debug的功能,不会的看这里
  • 能够理解简单的Smali语法看这里,还有这里
  • 能够使用apktool反编译apk,并且重新打包,不会的看这里

工具

  • Android Studio最新版本
  • smaliidea-x.x.x.zip这个是AndroidStudio的插件,从这个链接的列表中下载那个,最新版本的zip文件插件的官网
  • apktool 反编译apk->Smali 并且重新打包修改后的Smali到apk
  • jadx 用了查看Smali对应的java代码,增加可读性

动态调试Smali文件

  • 调试的前提条件 使app可调试
    要想调试一个apk的前提是这个apk是可调式,一般我们发版的时候,会发release版。以前,我们开发Android是没有gradle的,那时候发release版不像现在在gradle配置好就行了,是直接操作AndroidManifest.xml文件中标签的属性 android:debuggable="true",因为在一般的手机上,release版本的应用是不可以被调试的,相对来说起到了保护app的作用。
    从上面来看,可以在AndroidManifest文件中设置debuggable开关,那么这个开关是被谁来验证的呢?答案是系统,Android系统会通过debuggable 验证一个app是不是可以调试。可以不可以关掉系统的验证?答案是可以的。不过很麻烦,据说有两种方式可以修改,一种是重新刷入boot.img 修改方法,另一种是通过xpost修改。
    而我们平常用的最多的就是,修改AndroidManifest.xml 中的android:debuggable="true",然后重新打包apk。
    举例前段时间看的一个闹钟应用alarmy.apk:

    • 通过apktool d alarmy.apk来反编译
    • 在生成的目录中找到AndroidManifest.xml,用AS或者文本编辑器打开修改里面的标签,如果有debuggable属性,修改为true,如果没有,给标签添加android:debuggable="true"
    • apktool b alarmy这时候会在./alarmy/dist目录下生成重新打包好的apk。
    • 然后要给这个apk签名,参考签名说的签名部分。
    • 然后我们把这个自签名后的apk安装到手机就可以了
  • 导入Smail源码到AndroidStudio中
    打开as后,通过File-->Open ...选择我们刚才反编译处理的那个目录,alarmy,然后等待as建立完索引。
    注意左侧选择Project视图,如下所示:

    android_studio_project.png

然后右键工程主目录:Mark Directory as -> Sources Root


source_root.png

然后设置sdk,最好和测试手机的系统版本一致:项目目录-->右键-->Open Module Settings:


sdk_settings.png
  • Android Studio 的配置
    接下来配置:Run/Debug Configurations里面的配置文件:
    edit_confi.png

打开后我们点击上面的+符合,然后选择Remote,添加一个远程调试如下图:


remote.png

然后配置远程调试的端口和一些其他信息,如下图:


remote_confi.png

注意,上面的Name可以随便写,因为每一个Remote配置都对应手机app上的一个进程,每一个手机app可能有多个进程,所有名字上我们做下区分。另一个需要配置的地方是Port,这个port也可以随便写,只要当前电脑上没有是用这个端口就好,如果要同时调试手机上的某个app的多个进程,这个每次配置Remote的时候,port不能一样。我们这里是用默认的5005。

  • 打通AndroidStudio和可调试apk之间的通道
    手机上已经安装了我们前面重新打包的可调试的alarmy的apk,启动它
    • 查看alarmy的所有的进程信息
      先找到当前的包名,可以通过查看当前的activity来获取:
      adb shell dumpsys activity activities

      activity.png

      然后命令行运行:
      adb shell ps | findstr droom.sleepIfUCan
      ps.png

    • 判断你要debug的那个页面(Activity)在哪个进程里面
      首先打开这个页面,然后命令行运行:
      adb shell dumpsys activity | findstr mFocusedActivity
      或者
      ···adb shell dumpsys activity | findstr mResumedActivity```
      这会得到当前显示的Activity的名字,然后去AndroidManifest.xml中去查看这个Activity的信息,里面会有进程信息。

    • 端口映射
      adb forward tcp:5005 jdwp:5972
      设置端口转发,这条命令的含义可以认为是在本地5005端口与手机5972进程之间建立一条通道,当开始调试时,AS连接本地的5005端口,通过这条通道控制程序的运行。这个5005是前面(图3.2)中配置的端口,这个5972是alarmy在手机上运行的一个进程的进程id,在前面执行ps时获取的。

    • 加断点
      和平常一样,只要加到你想要程序暂停的地方就好,我们把断点下到alarmy的首页,通过adb shell dumpsys activity | findstr mResumedActivity这个命令可知道首页叫droom.sleepIfUCan/.view.activity.MainActivity。


      onresume.png

      注:这里把断点下到了首页的onResume方法中是为了测试用,因为onResume方法会被调用很多次,当我们按home键,然后在打开alarmy的时候这个方法就会被调用。

    • 启动debug


      debug.png

      首先选择要调试的配置,然后点击那个调试按钮。如果左下角出现下图说明启动成功:


      connected.png

      试试打开个别的应用,然后再切回alarmy,这时候程序会停在断点处。
      pause.png
    • 链接失败处理
      使用过程中很容易出现如下错误:

      error.png

      尝试了修改端口号,重启等一系列方法都没有效果。 最后找到了一种简单有效的办法,直接用attach的方式找到进程再attach上去,但是没有找到打开Choose Process窗口的入口,只能通过快捷键的方式来打开:
      先绑定快捷键
      keymap.png

      这里我设置了ctrl+alt+R,也可以设置其他不冲突的。然后再直接用快捷键打开:
      attach.png

      找到需要的进程即可

代码注入

先通过jadx阅读目标app的代码,方便阅读,降低难度,然后再通过Android Studio来编辑smali代码。简单的可以直接修改某个值,复杂的可以先写好代码,然后将该段反编译出smali代码,再复制黏贴到需要注入的目标smali代码。这里需要注意smali的一些语法。
这里举个简单的例子,想获知alarmy监听了哪些广播,添加Log打印。

  • 先写好要添加的java代码:


    log_java.png
  • 通过jadx查看需要添加的代码:


    log_jadx.png
  • 通过apktool反编译准备注入的代码:


    log_smali.png
  • 把上述smali代码复制黏贴到目标smali的方法处,如下:
    inject_source.png

    修改Smali时有一件很重要的事情就是要注意寄存器。如果乱用寄存器的话可能会导致程序崩溃。每个方法开头声明了registers的数量,这个数量是参数和本地变量总和。参数统一用P表示。如果是非静态方法p0代表this,p1-pN代表各个参数。如果是静态方法的话,p0-pN代表各个参数。本地变量统一用v表示。如果想要增加的新的本地变量,需要在方法开头的registers数量上增加相应的数值。
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