android软件安全与逆向分析pdf

A. android软件安全与逆向分析的Android术语

逆向分析是一种逆向工程技术，是一种产品设计技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制作出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目的是在不能轻易获得必要的生产信息的情况下，直接从成品分析，推导出产品的设计原理 。Android 软件安全与逆向分析是针对Android 软件的逆向分析，对原有APK文件进行反向研究，包括对语法，代码等进行分析，破解原有APK的源代码，资源文件比如图片，音频等等行为。
1.APK一旦被破解，反编译之后的源码就被破解者获取，开发者的劳动成果就被窃取，危害了开发者的利益。
2.反编译的APK如果被进行二次打包，那么APP就成为盗版产品，盗版产品侵害开发者的版权
3.反编译的产品有可能被破解者进行二次打包，注入恶意代码，窃取用户隐私，恶意扣除用户手机流量和资费，获取用户数据等等，这些行为严重伤害用户的利益。
4.盗版产品不受保护，用户得不到合理的售后支持和服务。
在这种情况下就需要加强对安卓APK DEX文件进行保护的技术，防止反编译。dex文件其实就是Android系统中可以在Dalvik虚拟机上直接运行的文件格式。java源码通过ADT编译成Smali语言这是一个优化的过程，相对于.class文件它体积小、运行效率高、被编译后可读性低；Smali再到class. DEX本身就是一个加壳保护的过程。 DEX文件如果未做好保护，黑客通过反编译可让源码完全暴露，可利用阅读源码来找到App的设计流程，通过对程序流程的了解将很容易对程序进行盗版、恶意篡改、恶意代码注入等危险行为 。
1.隔离Jave程序。这种是最根本的保护，将一些关键的Class文件进行加密，例如对注册码、序列号管理相关的类进行加密，开发人员可以将关键的JavaClass放在服务器端，用户通过服务器接口获取服务而不是直接通过java文件。破解者就无法获取class文件了。目前有很多通过接口提供服务的标准和协议，比如HTTP,webservice,RPC等等。但是呢，这种方式并不是适合所有的APP，比如单机运行的程序的无法隔离Java程序。
2.对class文件进行加密保护。开发者可以将一些关键的class文件进行加密，比如对注册码，序列号管理相关的类进行加密来防止反编译。在使用这些被加密的类之前，程序需要首先对这些类进行解密，然后才能将这些类加载在JVM中。要解密这些类，必须要通过一些硬件或是软件才能完成。
3.转换成本地代码
这是一种防止反编译的比较有效的方法。因为本地代码往往难以被反编译。开发人员可以选择将整个应用程序转换成本地代码，或者可以选择关键模块转换。如果仅仅转换关键部分模块，Java程序在使用这些模块时，需要使用JNI技术进行调用。当然，在使用这种技术保护Java程序的同时，也牺牲了Java的跨平台特性。对于不同的平台，我们需要维护不同版本的本地代码，这将加重软件支持和维护的工作。不过对于一些关键的模块，有时这种方案往往是必要的。为了保证这些本地代码不被修改和替代，通常需要对这些代码进行数字签名。在使用这些本地代码之前，往往需要对这些本地代码进行认证，确保这些代码没有被黑客更改。如果签名检查通过，则调用相关JNI方法.
4．代码混淆
代码混淆是对Class文件进行重新组织和处理，使得处理后的代码与处理前代码完成相同的功能(语义)。但是混淆后的代码很难被反编译，即反编译后得出的代码是非常难懂、晦涩的，因此反编译人员很难得出程序的真正语义。从理论上来说，黑客如果有足够的时间，被混淆的代码仍然可能被破解，甚至目前有些人正在研制反混淆的工具。但是从实际情况来看，由于混淆技术的多元化发展，混淆理论的成熟，经过混淆的Java代码还是能够很好地防止反编译。下面我们会详细介绍混淆技术，因为混淆是一种保护Java程序的重要技术 。
5.第三方工具加密
上面四种方式可能要耗费开发者很大一部分精力和时间，如果想要方便的话，可以寻求第三方的加密工具。目前市场上有一些工具是可以帮助APK加密的，比较知名的是爱加密的加密平台。相对于上面四种方式，这种第三方的加密工具要更全面和专业，可以有效的保护dex文件，so库文件，xml主配文件以及其他资源文件不被反编译和恶意篡改。
爱加密专家提醒，这些方式并不是独立运用的，有时候可以混合使用，根据自己的情况来定，比如说高级混淆之后还是可以使用第三方的爱加密工具进行高级保护，多一重安全。

B. Android逆向工程师是做什么的

必须掌握的技能

1、负责安卓程序的加解密和数据传输分析、拆解、逆向等工作;
2 、逆向APK,了解运行过程；
3 、Andorid本地提权获得root权限；
4 、熟练掌握软件逆向静态分析、动态调试、代码跟踪等；
5 、熟悉Android开发，了解打包、反编译、破解流程；
6 、so破解。
目前了解的如下：
1，加解密：这就很多了，一般都是遇到后再折腾解密，而且解密代码和秘钥一般都在代码里面。
2，Andorid本地提权获得root权限，一般真机是用recovery刷机包，但是病毒提权是怎么样的

目前掌握的一种提权的是像输入命令行一样输入su并且用pm提权

还有一种是修改init.rc文件

3，ida动态调式和代码跟踪
4，打包，编译和破解的流程是什么样的？
5，so破解：一般就是破壳。各种壳（360，娜迦等等）
加壳的另一种常用的方式是在二进制的程序中植入一段代码，在运行的时候优先取得程序的控制权，做一些额外的工作。大多数病毒就是基于此原理。加壳的程序经常想尽办法阻止外部程序或软件对加壳程序的反汇编分析或者动态分析，以达到它不可告人的目的。这种技术也常用来保护软件版权，防止被软件破解。
6，了解反破解的技术
目前掌握的技术有：
1，反模拟器
2，反静态代码分析器如：反jeb
应该也是有很多反ida的，也就是加壳。
任职要求

1、具有丰富的Android开发分析经验，熟悉android系统架构，熟悉android安全机制；
2、精通汇编语言、Java、C/C++语言，熟悉Smali语言，对逆向工程有浓厚兴趣；
3、熟练掌握ida、gdb逆向分析工具；
4、熟练掌握软件逆向静态分析、动态调试、代码跟踪等；
5、熟悉so和Java层hook；
6、熟悉Android开发，了解打包、反编译、破解流程；
7、深入理解arm Linux和Android底层运行机制；
8、熟练掌握各种调试工具：Smali、Dedexer、Dexmp、Apktool、Dex2jar、jd-gui。

C. Android逆向书籍推荐有哪些

如下：

1、丰生强《Android软件安全权威指南》，2019年3月出版。

2、姜维《Android应用安全防护和逆向分析》，2018年1月出版。

3、丰生强《Android软件安全与逆向分析》，2013年2月出版。

1和3作者都是丰生强（非虫大神），里面有很多相同的内容，但1比3新增了这六年间新出的技术，2中作者说有几章是非虫的支持。

介绍

安卓（Android）是一种基于Linux内核（不包含GNU组件）的自由及开放源代码的操作系统。主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由美国Google公司和开放手机联盟领导及开发。

Android操作系统最初由Andy Rubin开发，主要支持手机。2005年8月由Google收购注资。2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。

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E. 安卓开发需要学习什么

学习分三个阶段：

1，Android基础阶段：平台架构特性(JAVA/C) Market/应用程序组件 环境搭建与部署/打包与发布 AVD/DDMS/AAPT 调试与测试 相关资源访问/资源制作 Activity/Service/Broadcast Receiver/Content Provider/原理(生命周期)及深层实现

2，Android进阶初级：组件Widget/ 菜单Menu/ 布局Layout 详解 Xml解析(Pull/Dom/Sax)/JNI 解析SQL数据库原理,。

SQLite /SharedPreferences/File详解 多媒体Audio/Video/Camera 详解

3，Android进阶高级：蓝牙/WIFI SMS/MMS 应用实现 深层次解析GPS原理。

实现LocationManager/LocationProvider 进行定位/跟踪/查找/趋近警告以及Geocoder正逆向编解码等技术细节 2D图形库(Graphics/View)详解 SDCARD/传感器/手势 应用实现

(5)android软件安全与逆向分析pdf扩展阅读：

知识体系

1、Unix/Linux平台技术：基本命令，Linux下的开发环境

2、企业级数据库技术：SQL语言、SQL语句调优、Oracle数据库技术

3、Java 语言核心技术：Java语言基础、Java面向对象编程、JDK核心API、Java集合框架、Java网络编 程、JavaI/O编程、Java多线程编程、Java异常机制、Java安全、JDBC、XML

4、软件工程和设计模式：软件工程概述、配置管理及SVN、UML、基本设计模式

5、Android应用开发基础：Android开发平台、Eclipse+ADT开发环境、AVD及传感模拟器调试、Android核心组件、Android常用组件、Android高级组件、文件及网络访问、SQLite数据库编程、后台服务编程

6、互联网核心技术： HTML、CSS、JavaScript、JQuery、Ajax应用

7、Android高级应用开发：音频视频摄像头、互联网应用、GPS和位置服务、Google Map、2D3D绘制、传感器开发、游戏开发、电话及SMS服务、网络BluetoothWi-Fi等。

8、Android系统级开发：移植、驱动、NDK（C方向）。

9、JavaEE核心技术：Servlet核心技术、JSP核心技术、Struts、Spring、Hibernate框架。

F. Android软件安全与逆向分析的书名

本书由浅入深、循序渐进地讲解了Android 系统的软件安全、逆向分析与加密解密技术。包括Android软件逆向分析和系统安全方面的必备知识及概念、如何静态分析Android 软件、如何动态调试Android 软件、Android 软件的破解与反破解技术的探讨，以及对典型Android 病毒的全面剖析。
本书适合所有Android 应用开发者、Android 系统开发工程师、Android 系统安全工作者阅读学习。 丰生强（网名非虫）
Android软件安全专家。看雪论坛Android安全版版主；安卓巴士开发交流版版主。
对Android软件与系统安全有狂热的爱好和独到的见解，对Android系统的全部源代码进行过深入地研究和分析。逆向分析实战经验丰富。
在国内信息安全杂志上发表过多篇有价值的软件安全文章，目前就职于国内某Android开发企业，常年混迹于看雪论坛（ID非虫）。
作者邮箱：[email protected]
愿与国内安全爱好者共同交流与探讨安全技术。 第1章 Android程序分析环境搭建11.1 Windows分析环境搭建11.1.1 安装JDK11.1.2 安装Android SDK31.1.3 安装Android NDK51.1.4 Eclipse集成开发环境61.1.5 安装CDT、ADT插件61.1.6 创建Android Virtual Device81.1.7 使用到的工具91.2 Linux分析环境搭建91.2.1 本书的Linux环境91.2.2 安装JDK91.2.3 在Ubuntu上安装Android SDK101.2.4 在Ubuntu上安装Android NDK111.2.5 在Ubuntu上安装Eclipse集成开发环境121.2.6 在Ubuntu上安装CDT、ADT插件131.2.7 创建Android Virtual Device131.2.8 使用到的工具151.3 本章小结15第2章 如何分析Android程序162.1 编写第一个Android程序162.1.1 使用Eclipse创建Android工程162.1.2 编译生成APK文件192.2 破解第一个程序202.2.1 如何动手？202.2.2 反编译APK文件202.2.3 分析APK文件212.2.4 修改Smali文件代码262.2.5 重新编译APK文件并签名262.2.6 安装测试272.3 本章小结28第3章 进入Android Dalvik虚拟机293.1 Dalvik虚拟机的特点——掌握Android程序的运行原理293.1.1 Dalvik虚拟机概述293.1.2 Dalvik虚拟机与Java虚拟机的区别293.1.3 Dalvik虚拟机是如何执行程序的343.1.4 关于Dalvik虚拟机JIT（即时编译）363.2 Dalvik汇编语言基础为分析Android程序做准备373.2.1 Dalvik指令格式373.2.2 DEX文件反汇编工具393.2.3 了解Dalvik寄存器403.2.4 两种不同的寄存器表示方法——v命名法与p命名法423.2.5 Dalvik字节码的类型、方法与字段表示方法433.3 Dalvik指令集443.3.1 指令特点453.3.2 空操作指令453.3.3 数据操作指令463.3.4 返回指令463.3.5 数据定义指令463.3.6 锁指令473.3.7 实例操作指令473.3.8 数组操作指令483.3.9 异常指令483.3.10 跳转指令483.3.11 比较指令493.3.12 字段操作指令503.3.13 方法调用指令503.3.14 数据转换指令513.3.15 数据运算指令513.4 Dalvik指令集练习——写一个Dalvik版的Hello World523.4.1 编写smali文件523.4.2 编译smali文件543.4.3 测试运行543.5 本章小结55第4章 Android可执行文件564.1 Android程序的生成步骤564.2 Android程序的安装流程594.3 dex文件格式664.3.1 dex文件中的数据结构664.3.2 dex文件整体结构684.3.3 dex文件结构分析714.4 odex文件格式804.4.1 如何生成odex文件804.4.2 odex文件整体结构814.4.3 odex文件结构分析834.5 dex文件的验证与优化工具dexopt的工作过程884.6 Android应用程序另类破解方法914.7 本章小结93第5章 静态分析Android程序945.1 什么是静态分析945.2 快速定位Android程序的关键代码945.2.1 反编译apk程序945.2.2 程序的主Activity955.2.3 需重点关注的Application类955.2.4 如何定位关键代码——六种方法965.3 smali文件格式975.4 Android程序中的类1005.4.1 内部类1005.4.2 监听器1025.4.3 注解类1055.4.4 自动生成的类1085.5 阅读反编译的smali代码1105.5.1 循环语句1105.5.2 switch分支语句1155.5.3 try/catch语句1215.6 使用IDA Pro静态分析Android程序1275.6.1 IDA Pro对Android的支持1275.6.2 如何操作1285.6.3 定位关键代码——使用IDA Pro进行破解的实例1325.7 恶意软件分析工具包——Androguard1355.7.1 Androguard的安装与配置1355.7.2 Androguard的使用方法1375.7.3 使用Androguard配合Gephi进行静态分析1445.7.4 使用androlyze.py进行静态分析1485.8 其他静态分析工具1525.9 阅读反编译的Java代码1525.9.1 使用dex2jar生成jar文件1525.9.2 使用jd-gui查看jar文件的源码1535.10 集成分析环境——santoku1545.11 本章小结156第6章 基于Android的ARM汇编语言基础——逆向原生！1576.1 Android与ARM处理器1576.1.1 ARM处理器架构概述1576.1.2 ARM处理器家族1586.1.3 Android支持的处理器架构1596.2 原生程序与ARM汇编语言——逆向你的原生Hello ARM1606.2.1 原生程序逆向初步1606.2.2 原生程序的生成过程1626.2.3 必须了解的ARM知识1646.3 ARM汇编语言程序结构1666.3.1 完整的ARM汇编程序1666.3.2 处理器架构定义1676.3.3 段定义1686.3.4 注释与标号1696.3.5 汇编器指令1696.3.6 子程序与参数传递1706.4 ARM处理器寻址方式1706.4.1 立即寻址1706.4.2 寄存器寻址1716.4.3 寄存器移位寻址1716.4.4 寄存器间接寻址1716.4.5 基址寻址1716.4.6 多寄存器寻址1716.4.7 堆栈寻址1726.4.8 块拷贝寻址1726.4.9 相对寻址1726.5 ARM与Thumb指令集1736.5.1 指令格式1736.5.2 跳转指令1746.5.3 存储器访问指令1756.5.4 数据处理指令1776.5.5 其他指令1846.6 用于多媒体编程与浮点计算的NEON与VFP指令集1856.7 本章小结186第7章 Android NDK程序逆向分析1877.1 Android中的原生程序1877.1.1 编写一个例子程序1877.1.2 如何编译原生程序1887.2 原生程序的启动流程分析1947.2.1 原生程序的入口函数1947.2.2 main函数究竟何时被执行1987.3 原生文件格式1997.4 原生C程序逆向分析2007.4.1 原生程序的分析方法2007.4.2 for循环语句反汇编代码的特点2047.4.3 if...else分支语句反汇编代码的特点2087.4.4 while循环语句反汇编代码的特点2117.4.5 switch分支语句反汇编代码的特点2157.4.6 原生程序的编译时优化2187.5 原生C++程序逆向分析2227.5.1 C++类的逆向2227.5.2 Android NDK对C++特性的支持2257.5.3 静态链接STL与动态链接STL的代码区别2277.6 Android NDK JNI API逆向分析2327.6.1 Android NDK提供了哪些函数2327.6.2 如何静态分析Android NDK程序2337.7 本章小结235第8章 动态调试Android程序2368.1 Android动态调试支持2368.2 DDMS的使用2378.2.1 如何启动DDMS2378.2.2 使用LogCat查看调试信息2388.3 定位关键代码2408.3.1 代码注入法——让程序自己吐出注册码2408.3.2 栈跟踪法2448.3.3 Method Profiling2478.4 使用AndBug调试Android程序2508.4.1 安装AndBug2518.4.2 使用AndBug2518.5 使用IDA Pro调试Android原生程序2548.5.1 调试Android原生程序2558.5.2 调试Android原生动态链接库2568.6 使用gdb调试Android原生程序2608.6.1 编译gdb与gdbserver2608.6.2 如何调试2628.7 本章小结264第9章 Android软件的破解技术2659.1 试用版软件2659.1.1 试用版软件的种类2659.1.2 实例破解——针对授权KEY方式的破解2659.2 序列号保护2719.3 网络验证2729.3.1 网络验证保护思路2729.3.2 实例破解——针对网络验证方式的破解2739.4 In-app Billing（应用内付费）2779.4.1 In-app Billing原理2779.4.2 In-app Billing破解方法2809.5 Google Play License保护2819.5.1 Google Play License保护机制2819.5.2 实例破解——针对Google Play License方式的破解2839.6 重启验证2849.6.1 重启验证保护思路2859.6.2 实例破解——针对重启验证方式的破解2859.7 如何破解其他类型的Android程序2969.7.1 Mono for Android开发的程序及其破解方法2969.7.2 Qt for Android开发的程序及其破解方法3019.8 本章小结309第10章 Android程序的反破解技术31010.1 对抗反编译31010.1.1 如何对抗反编译工具31010.1.2 对抗dex2jar31110.2 对抗静态分析31210.2.1 代码混淆技术31210.2.2 NDK保护31510.2.3 外壳保护31610.3 对抗动态调试31610.3.1 检测调试器31610.3.2 检测模拟器31710.4 防止重编译31810.4.1 检查签名31810.4.2 校验保护31910.5 本章小结320第11章 Android系统攻击与防范32111.1 Android系统安全概述32111.2 手机ROOT带来的危害32111.2.1 为什么要ROOT手机32111.2.2 手机ROOT后带来的安全隐患32211.2.3 Android手机ROOT原理32211.3 Android权限攻击32911.3.1 Android权限检查机制32911.3.2 串谋权限攻击33311.3.3 权限攻击检测33611.4 Android组件安全33911.4.1 Activity安全及Activity劫持演示34011.4.2 Broadcast Receiver 安全34311.4.3 Service安全34511.4.4 Content Provider安全34611.5 数据安全34711.5.1 外部存储安全34711.5.2 内部存储安全34811.5.3 数据通信安全35011.6 ROM安全35111.6.1 ROM的种类35211.6.2 ROM的定制过程35211.6.3 定制ROM的安全隐患35911.6.4 如何防范36011.7 本章小结361第12章 DroidKongFu变种病毒实例分析36212.1 DroidKongFu病毒介绍36212.2 配置病毒分析环境36312.3 病毒执行状态分析36412.3.1 使用APIMonitor初步分析36512.3.2 使用DroidBox动态分析36912.3.3 其他动态分析工具37312.4 病毒代码逆向分析37612.4.1 Java层启动代码分析37612.4.2 Native层启动代码分析38112.4.3 Native层病毒核心分析39312.5 DroidKongFu病毒框架总结40412.6 病毒防治40612.7 本章小结406