DEX壳简单实现过程分析

nisosaikou · 发表于 2021-4-2 15:40

2：dex壳

加壳原理

根据上面的原理图，我们需要3个对象。

源Apk：需要加壳的apk。
壳Apk：将apk解密还原并执行。
加密工具：将源apk和壳dex进行组合成新的dex并且修正新的dex。

项目代码编写

IDE：Android Studio 4.1.3

Android版本：4.4+

项目源码：nisosaikou/AndroidDEX壳 - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

编写源APK

自定义的一个Application类，让这个类继承Application，并且实现onCreate方法。
修改MainActivity.java的父类，使得MainActivity继承于Activity。将文本显示修改为运行的是源APK。

生成一个release版本apk，把这个apk保存起来。

编写壳APK

`ProxyApplication.java`

新建一个类叫ProxyApplication，继承于类Application。这个类用来解密原始的APK。

`attachBaseContext()`

把壳dex中包含的源apk释放出来。
把释放的apk进行解密。
把源apk中的lib目录中的文件复制到当前程序(壳)的路径下。
创建一个新的DexClassLoader，替换到父节点的DexClassLoader。

DexClassLoader
> 继承自BaseDexClassLoader，这个比较灵活，每个参数都可以自定义，我们一般用这个来加载自定义的apk/dex/jar文件。

`onCreate()`

加载源apk资源。
获取manifest.xml中记录的源apk的启动类名。
设置ActivityThread信息(android.app.ActivityThread->currentActivityThread)。

关于ActivityThread部分代码解释

ActivityThread功能

它管理应用进程的主线程的执行(相当于普通Java程序的main入口函数)，并根据AMS的要求（通过IApplicationThread接口，AMS为Client、ActivityThread.ApplicationThread为Server）负责调度和执行activities、broadcasts和其它操作。

在Android系统中，在默认情况下，一个应用程序内的各个组件(如Activity、BroadcastReceiver、Service)都会在同一个进程(Process)里执行，且由此进程的【主线程】负责执行。

在Android系统中，如果有特别指定(通过android:process)，也可以让特定组件在不同的进程中运行。无论组件在哪一个进程中运行，默认情况下，他们都由此进程的【主线程】负责执行。

【主线程】既要处理Activity组件的UI事件，又要处理Service后台服务工作，通常会忙不过来。为了解决此问题，主线程可以创建多个子线程来处理后台服务工作，而本身专心处理UI画面的事件。

【主线程】的主要责任：

快速处理UI事件。而且只有它才处理UI事件，其它线程还不能存取UI画面上的对象(如TextView等)，此时，主线程就叫做UI线程。基本上，Android希望UI线程能根据用户的要求做出快速响应，如果UI线程花太多时间处理后台的工作，当UI事件发生时，让用户等待时间超过5秒而未处理，Android系统就会给用户显示ANR提示信息。

只有UI线程才能执行View派生类的onDraw()函数。

快速处理Broadcast消息。【主线程】除了处理UI事件之外，还要处理Broadcast消息。所以在BroadcastReceiver的onReceive()函数中，不宜占用太长的时间，否则导致【主线程】无法处理其它的Broadcast消息或UI事件。如果占用时间超过10秒， Android系统就会给用户显示ANR提示信息。

注意事项：

尽量避免让【主线程】执行耗时的操作，让它能快速处理UI事件和Broadcast消息。

BroadcastReceiver的子类都是无状态的，即每次启动时，才会创建其对象，然后调用它的onReceive()函数，当执行完onReceive()函数时，就立即删除此对象。由于每次调用其函数时，会重新创建一个新的对象，所以对象里的属性值，是无法让各函数所共享。
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类结构参考

调用currentActivityThread方法获取ActivityThread中的成员变量sCurrentActivityThread。

Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod("android.app.ActivityThread", "currentActivityThread", new Class[] {}, new Object[] {});

20210331150011

获取sCurrentActivityThread中的mBoundApplication。

Object mBoundApplication = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mBoundApplication");

获取mBoundApplication中成员变量info。

Object loadedApkInfo = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$AppBindData", mBoundApplication, "info");

观察LoadedApk这个类，能发现一些重要的属性，这个下面会用到。

将info中的mApplication属性置空。

RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mApplication", loadedApkInfo, null);

在sCurrentActivityThread下的链表mAllApplications中移除mInitialApplication。mInitialApplication存放初始化的应用(当前壳应用)，mAllApplications存放的是所有的应用。把当前的应用，从现有的应用中移除掉，然后再把新构建的加入到里面去。

Object oldApplication = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mInitialApplication");
ArrayList<Application> mAllApplications = (ArrayList<Application>) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mAllApplications");
mAllApplications.remove(oldApplication);

构造新的Application

更新2处className。

ApplicationInfo appinfo_In_LoadedApk = (ApplicationInfo) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.LoadedApk", loadedApkInfo, "mApplicationInfo");
ApplicationInfo appinfo_In_AppBindData = (ApplicationInfo) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$AppBindData", mBoundApplication, "appInfo");
appinfo_In_LoadedApk.className = srcAppClassName;
appinfo_In_AppBindData.className = srcAppClassName;

注册application(用LoadedApk中的makeApplication方法注册)。

Application app = (Application) RefInvoke.invokeMethod("android.app.LoadedApk", "makeApplication", loadedApkInfo, new Class[] { boolean.class, Instrumentation.class }, new Object[] { false, null });

替换mInitialApplication为刚刚创建的app。

RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.ActivityThread", "mInitialApplication", currentActivityThread, app);

更新ContentProvider。

ArrayMap mProviderMap = (ArrayMap) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mProviderMap");

Iterator it = mProviderMap.values().iterator();
while (it.hasNext()) {
    Object providerClientRecord = it.next();
    Object localProvider = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$ProviderClientRecord", providerClientRecord, "mLocalProvider");
    RefInvoke.setFieldOjbect("android.content.ContentProvider", "mContext", localProvider, app);
}

执行新app的onCreate方法。
```
app.onCreate();
```

`RefInvoke.java`

Java反射调用的方法。

`AndroidManifest.xml`

关于资源的问题

到目前为止，源程序能够运行起来了，但是apk在运行的时候肯定会用到相关的资源，如布局文件等等，我们并没有介绍如何处理资源。

资源有2中大的处理方法。第一种是在壳dex解压出源apk时，把apk中的资源复制到现在程序下。第二种是替换壳apk中dex文件时，顺便用源apk中的资源文件替换到壳apk中。因为本文不重点讨论资源的处理问题，所以采用第二种方法，直接复制替换资源即可。

编写工具

将APK和壳DEX文件合并，生成一个新的DEX文件，并且校正新的DEX文件头。

加壳

src.apk：源APK。
des.apk：壳APK。
DexFixed.jar：Dex工具。
classes.dex：des.apk中的classes.dex。
res：源APK中的文件夹。
resources.arsc：源APK中的文件。

用DEXFixed.jar工具把src.apk和classes.dex进行合并，生成一个新的Dex，替换到壳APK中。
替换壳APK中的classes.dex、res、resources.arsc。
apk重新签名。
正常运行。

总结

dex壳是比较基础的壳，只是将源APK加密后放入dex文件中，在运行时进行释放。我们只需要在壳程序解密出原始的APK运行后，在内存中把dexdump下来就可以了，我们也可以用frida框架进行脱壳。

烟99 · 发表于 2022-1-21 23:23

本帖最后由烟99 于 2022-1-23 09:25 编辑

再次提醒楼主。论坛禁止注册马甲，你两个账号只能留一个

djdl · 发表于 2021-4-19 11:44

学习学习了，多谢楼主

metiral · 发表于 2021-4-20 08:43

感谢分享，学习了

Tbone · 发表于 2021-4-17 08:57

满满的干货支持一下

不会逆向 · 发表于 2021-4-17 10:47

感谢分享

lolzywy · 发表于 2021-4-10 11:45

感谢分享经验，学习了

First丶云心 · 发表于 2021-4-11 12:17

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

ttxszy · 发表于 2021-4-11 13:40

谢谢老师分析，实例很好，慢慢学，再次谢谢

aonima · 发表于 2021-4-12 14:42

第一次见到管理呢

sototo · 发表于 2021-4-14 00:04

学习学习！！！！感谢分享！

Hmily · 发表于 2021-4-2 23:56

nisodaisuki 这个也是你账号吧，为什么要再注册马甲？

gjm406 · 发表于 2021-4-3 00:07

感谢楼主分享

yangshaoyun · 发表于 2021-4-3 09:15

还不错啊，可以支持支持支

MXGT · 发表于 2021-4-3 12:01