Android APK程序的smali动态调试

本文博客地址：http://blog.csdn.net/qq1084283172/article/details/71250622

一、Apktool的下载和安装

Apktool是Android逆向分析的基础工具，在进行Android APK的smali动态调试的时候会使用到它。有关Apktool工具的下载、安装、使用以及源码的编译可以参考Apktool工具的官网：https://ibotpeaches.github.io/Apktool/，Apktool工具的官网将Apktool工具的使用和版本更新的说明都讲的很清楚了，后面很多的操作都根据Apktool工具官网的帮助说明来进行实践。

Apktool工具源码下载地址：https://github.com/iBotPeaches/Apktool。

Apktool工具的下载和安装，可以参考Apktool工具官网的安装说明，具体的网址为：https://ibotpeaches.github.io/Apktool/install/，Apktool工具在 Windows、Linux、MAC OS X平台的安装步骤如下：

Install Instructions

Quick Check

1. Is at least Java 1.7 installed?
2. Does executing java -version on command line / command prompt return 1.7 or greater?
3. If not, please install Java 7+ and make it the default.

Installation for Apktool

• Windows:
  1. Download Windows wrapper script (Right click, Save Link As apktool.bat)
  2. Download apktool-2 (find newest here)
  3. Rename downloaded jar to apktool.jar
  4. Move both files (apktool.jar & apktool.bat) to your Windows directory (Usually C://Windows)
  5. If you do not have access to C://Windows, you may place the two files anywhere then add that directory to your Environment Variables System PATH variable.
  6. Try running apktool via command prompt
• Linux:
  1. Download Linux wrapper script (Right click, Save Link As apktool)
  2. Download apktool-2 (find newest here)
  3. Make sure you have the 32bit libraries (ia32-libs) downloaded and installed by your linux package manager, if you are on a 64bit unix system.
  4. (This helps provide support for the 32bit native binary aapt, which is required by apktool)
  5. Rename downloaded jar to apktool.jar
  6. Move both files (apktool.jar & apktool) to /usr/local/bin (root needed)
  7. Make sure both files are executable (chmod +x)
  8. Try running apktool via cli
• Mac OS X:
  1. Download Mac wrapper script (Right click, Save Link As apktool)
  2. Download apktool-2 (find newest here)
  3. Rename downloaded jar to apktool.jar
  4. Move both files (apktool.jar & apktool) to /usr/local/bin (root needed)
  5. Make sure both files are executable (chmod +x)
  6. Try running apktool via cli

Note - Wrapper scripts are not needed, but helpful so you don’t have to type java -jar apktool.jar over and over.

Windows平台下Apktool工具安装步骤的整理：

1.从网址：https://raw.githubusercontent.com/iBotPeaches/Apktool/master/scripts/windows/apktool.bat 获取文件内容创建脚本文件 apktool.bat ，脚本文件apktool.bat 的内容如下：

@echo off
if "%PATH_BASE%" == "" set PATH_BASE=%PATH%
set PATH=%CD%;%PATH_BASE%;
java -jar -Duser.language=en "%~dp0\apktool.jar" %*

2.从网址：https://bitbucket.org/iBotPeaches/apktool/downloads/  下载最新版的Apktool工具并将下载后的 Apktool工具 重命名为 apktool.jar 。

3.将 apktool.jar 和 apktool.bat  文件拷贝到windows系统的 C://Windows 目录下，这样就可以在windows系统的cmd命令行终端上直接使用 apktool 命令进行工作了。如果不喜欢这样做，也可以将 apktool.jar 和 apktool.bat  文件的文件路径添加到windows系统的环境变量path中，效果一样。如果觉得这些操作比较繁琐，也可以直接在 apktool.jar 文件下进行Android APK的解包反编译和打包工作，具体的使用命令如下：

$ java -jar apktool.jar

Apktool工具安装成功后，配置好的效果图如下：

4.Apktool工具的命令行帮助如下：

Apktool v2.2.2 - a tool for reengineering Android apk files
with smali v2.1.3 and baksmali v2.1.3
Copyright 2014 Ryszard Wi?niewski 
Updated by Connor Tumbleson 

usage: apktool
 -advance,--advanced   prints advance information.
 -version,--version    prints the version then exits
usage: apktool if|install-framework [options] 
 -p,--frame-path    Stores framework files into .
 -t,--tag           Tag frameworks using .
usage: apktool d[ecode] [options] 
 -f,--force              Force delete destination directory.
 -o,--output        The name of folder that gets written. Default is apk.out
 -p,--frame-path    Uses framework files located in .
 -r,--no-res             Do not decode resources.
 -s,--no-src             Do not decode sources.
 -t,--frame-tag     Uses framework files tagged by .
usage: apktool b[uild] [options] 
 -f,--force-all          Skip changes detection and build all files.
 -o,--output        The name of apk that gets written. Default is dist/name.apk
 -p,--frame-path    Uses framework files located in .

For additional info, see: http://ibotpeaches.github.io/Apktool/ 
For smali/baksmali info, see: https://github.com/JesusFreke/smali

提示：

Apktool工具运行正常的前提条件是 主机系统上安装了 Oracle JDK 1.7 或者 更高版本的 Oracle JDK，不能使用 OpenJDK。

二、Android APK 程序动态调试插件smalidea的下载

在这之前smali 动态调试Android APK程序需要apktool命令的  -d 参数选项 的支持，但是 apktool 2.1.0以后 ，不再提供 apktool d -d 功能生成 .java 的 smali 文件，Android APK程序的动态调试需要借助调试插件 smalidea 具体可以参考官方文档：https://ibotpeaches.github.io/Apktool/documentation/。

smalidea插件的官方参考文档地址为：https://github.com/JesusFreke/smali/wiki/smalidea。

smalidea插件、smali工具、baksmali工具的下载地址为：https://bitbucket.org/JesusFreke/smali/downloads/。

smalidea插件的官方安装说明，如下图所示：

在Android Studio中，选择 "File —> Settings"  （旧版的是 "Perference" ） —> "Plugins" —> "Install plugin from disk..." 选项，在打开的窗口中选择已经下载的 smalidea-0.03.zip ，确认后可直接安装，如下图所示。smalidea插件安装成功以后，Android Studio会提示重启，单击 "Restart" 按钮重启即可。

提示：

Android Studio和smalidea插件可能会存在兼容性的问题，在进行smalidea插件安装的时候，需要根据自己安装的Android Studio版本选择合适版本的smalidea插件进行安装。

三、反编译需要调试的APK包

使用 baksmali 或者 Apktool工具 反编译需要调试的APK程序包，这里以 RouterCheck-0.9.9-83.apk 为例。为反编译APK程序包和重建APK程序包方便起见，使用前面同样的方式，创建 baksmali.bat脚本文件 和 smali.bat脚本文件，然后拷贝 baksmali.bat 脚本文件 和 smali.bat 脚本文件以及 baksmali-2.2.0.jar 和 smali-2.2.0.jar 到windows系统的 C://Windows 目录下。baksmali.bat脚本文件 和 smali.bat脚本文件的文件内容分别如下：

baksmali.bat 脚本文件

@echo off
if "%PATH_BASE%" == "" set PATH_BASE=%PATH%
set PATH=%CD%;%PATH_BASE%;
java -jar -Duser.language=en "%~dp0\smali-2.2.0.jar" %*

smali.bat 脚本文件

@echo off
if "%PATH_BASE%" == "" set PATH_BASE=%PATH%
set PATH=%CD%;%PATH_BASE%;
java -jar -Duser.language=en "%~dp0\baksmali-2.2.0.jar" %*

baksmali使用的帮助命令如下：

$ baksmali
usage: baksmali [--version] [--help] []]

Options:
  --help,-h,-? - Show usage information
  --version,-v - Print the version of baksmali and then exit

Commands:
  deodex(de,x) - Deodexes an odex/oat file
  disassemble(dis,d) - Disassembles a dex file.
  dump(du) - Prints an annotated hex dump for the given dex file
  help(h) - Shows usage information
  list(l) - Lists various objects in a dex file.

See baksmali help  for more information about a specific command

smali使用的帮助命令如下：

$ smali
usage: smali [-v] [-h] []]

Options:
  -h,-?,--help - Show usage information
  -v,--version - Print the version of baksmali and then exit

Commands:
  assemble(ass,as,a) - Assembles smali files into a dex file.
  help(h) - Shows usage information

See smali help  for more information about a specific command

使用smalidea插件对Android APK程序进行smali动态调试的步骤，可以参考smalidea插件的官方文档，具体的步骤如下：

1.使用 baksmali 或者 Apktool工具 对 RouterCheck-0.9.9-83.apk 程序包进行反编译的命令：

@echo off

: 使用baksmali解包apk反编译dex文件
if exist debugbaksmali\src @DEL /S /Q  debugbaksmali\src\* 
baksmali d RouterCheck-0.9.9-83.apk -o ./debugbaksmali/src
pause

: ##########################################################

: 使用smali打包生成dex文件
smali a ./debugbaksmali/src -o debugbaksmali.dex
pause

: ###################### 或者 ##############################

@echo off

: apktool解包apk
if exist debugapktoolsmali\src @DEL /S /Q  debugapktoolsmali\src\* 
apktool d RouterCheck-0.9.9-83.apk -o ./debugapktoolsmali/src
pause

: ##########################################################

: apktool打包apk
apktool b ./debugapktoolsmali/src -o debugapktool.apk
pause

使用 baksmali 对需要调试的 RouterCheck-0.9.9-83.apk 程序包进行反编译处理的结果截图如下：

2.将 RouterCheck-0.9.9-83.apk 解包反编译后的smali目录 /debugbaksmali/src 导入到Android Studio中，如下图所示：

选择需要动态调试的目标工程目录 /debugbaksmali ：

导入时选择 Create project from existing sources 如下图所示，接着一路 Next 即可导入成功：

3.导入工程成功后，右键点击 src 目录,设定 Mark Directory As->Sources Root 如下图所示：

4.打开 "File"—>"Project Structure"为导入成功需要动态的目标工程设置对应的 JDK  和 Android SDK 版本，如下图所示：

四、开启Android Apk应用的调试选项

根据Android的官方文档，如果要调试一个Apk里面的dex代码，必须满足以下两个条件中的任何一个：

1.Apk的 AndroidManifest.xm 中 Application标签 必选包含属性 android:debuggable="true"；
2./default.prop 中 ro.debuggable 的值为1；

但是很多发布版的Android apk中没有开启调试选项，设置 android:debuggable="false"。因此，需要使用Apktool工具解包需要动态调试的目标Apk程序包，在目标Apk程序包的 AndroidManifest.xml 中 Application标签 里添加 调试选项 android:debuggable="true"，然后使用Apktool工具重新打包、签名生成能够被调试的目标Apk程序包；如果觉得这样操作比较繁琐，也可以通过直接修改Android设备的 boot.img镜像文件设置 /default.prop 中 ro.debuggable 的值为 1，不需要每次修改需要调试的目标Apk的配置和重新打包，一劳永逸。这里使用添加 android:debuggable="true" 的方法，使目标Apk程序能够被调试。

1.使用Apktool工具解包 RouterCheck-0.9.9-83.apk 程序，添加  android:debuggable="true" 属性。

: 使用Apktool工具解包Apk程序
$ apktool d RouterCheck-0.9.9-83.apk -o ./debugapktoolsmali/src  

为解包的 RouterCheck-0.9.9-83.apk 程序添加 android:debuggable="true" 属性，如下图所示：

2.使用Apktool对解包的 RouterCheck-0.9.9-83.apk 程序进行打包处理，执行下面的命令：

: 使用Apktool工具打包Apk程序
$ apktool b ./debugapktoolsmali/src -o debugapktool.apk  

3.使用AndroidKiller工具对重新打包生成的 debugapktool.apk 进行签名处理。

4.将重新打包、重新签名后的 debugapktool_sign.apk  程序安装到Android手机设备（Nexus 5）上，执行下面的命令：

: 手机设备USB连接电脑正常
$ adb install -r debugapktool_sign.apk  

五、动态调试目标Apk程序

1.查看目标Apk程序 RouterCheck-0.9.9-83.apk  的AndroidManifest.xml 获取到 包名 为 com.Sericon.RouterCheck.client.android ，主Activity类名为  com.Sericon.RouterCheck.client.android.MainActivity  ，截图如下所示：

2.以调试等待模式启动目标Apk程序 RouterCheck-0.9.9-83.apk（即重新打包、签名生成的 debugapktool_sign.apk），执行下面的命令：

: 以调试等待模式启动需要调试的Apk程序
: 格式 adb shell am start -D -W -n 包名/主类名
$ adb shell am start -D -W -n com.Sericon.RouterCheck.client.android/.MainActivity

debugapktool_sign.apk程序 以调试等待模式启动成功后的结果截图如下所示：

                                                          

3.目标工程导入到Android Studio中成功后，发现Android Studio工具的 Android Android Device Monitor 按钮 不能点击使用，DDMS工具不能通过这种方式进行启动；需要运行  \Android\sdk\tools\ddms.bat  才能实现DDMS工具的启动。DDMS工具的启动成功以后，选择需要动态调试的目标Apk程序 RouterCheck-0.9.9-83.apk 的进程 com.Sericon.RouterCheck.client.android ，如下图所示：

4.在 Android Studio 中配置远程调试 （Run —> Edit Configurations...），单击  "+"  按钮，选中 "Remote" 添加远程调试的配置，如下图所示，根据上面 步骤3 中的信息更改Debug端口为 8700 ，并指定源文件的目录为 需要调试的目标Apk解包后的 smali文件路径 （如果有必要）。

5.在需要动态调试的目标Apk程序的smali源码上下有效的断点，然后单击 "Run"——> "Debug 'debug_apk'" 即可开始远程调试了，需要动态调试的目标Apk程序的调试等待界面结束，启动Apk应用，直到运行到有效断点被触发的地方。执行结果，如下图所示，可以看到此时的栈回溯、变量值等信息。

6.OK，目标Apk程序被动态调试起来了，后面我们就可以进行  F7、F8  愉快的单步调试Apk程序了。

参考文档：

《漏洞战争-软件漏洞分析精要》

https://ibotpeaches.github.io/Apktool/

https://ibotpeaches.github.io/Apktool/documentation/

https://github.com/JesusFreke/smali/wiki/smalidea

http://blog.csdn.net/linchaolong/article/details/51146492

http://blog.csdn.net/justfwd/article/details/52461188

http://www.droidsec.cn/smalidea%E6%97%A0%E6%BA%90%E7%A0%81%E8%B0%83%E8%AF%95-android-%E5%BA%94%E7%94%A8/