Android修炼之混淆
自嘲时刻
作为Java和Android开发者，大家应该都对混淆很熟悉了。网上也有各路大神提供的混淆模板，基本上直接拿来用就好。但我还是想捋一捋，因为工作中被混淆这家伙“玩弄”了好几次，必须把它记在小本本上。
介绍
基本概念
混淆，字面上来说就是把项目中的包名、类名、方法名和变量名等进行更改，用以迷惑别人。但混淆其实包含了代码压缩、优化、校验等过程，把混淆称作ProGuard更合适。
ProGuard
ProGuard就是Java对Class文件进行“混淆”的工具。直接贴图吧：
（看到这个图，大家有没有想到什么？——设计模式中的责任链模式。）
1.shrink（压缩）：ProGuard会递归地确定哪些类和类成员被使用，而其他的则被丢弃。
2.optimize（优化）：ProGuard会进一步分析和优化方法。比如一些无用的参数会被丢弃，一些方法会做内联。
3.obfuscate（混淆）：这个过程就是进行重命名了，把原来包含注释意义的类名、方法名等进行无意义重命名。
4.preverify（预校验）：这个步骤是将预校验信息添加到类中。
这四个步骤其实都是可选的。当然，Android中一般情况下我们都会保留前三个步骤，而忽略preverify过程，这样可以加快混淆速度。
Android中的ProGuard
Android中默认集成了ProGuard工具，在sdk目录的/tools/proguard中。混淆开启方法：
android {...// AS自动生成buildTypes {release {// 混淆开关minifyEnabled true// 移除无用的resource文件shrinkResources true// proguard-android.txt表示默认的混淆规则// proguard-rules.pro表示自定义的混淆规则（文件名和后缀可以修改）proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'}}
}
默认的proguard-android.txt文件在sdk目录/tools/proguard中。该目录下还有个proguard-android-optimize.txt文件。而我们自定义的proguard-rules.pro文件中有部分基础混淆规则就是来自proguard-android-optimize.txt。
混淆语法
混淆的语法都可以在上述的ProGuard官网中找到，这里只介绍一些常用的语法规则。
1、保留类和类成员
| 保留 | 反之被删除或重命名 | 防止被重命名 |
|---|---|---|
| 类和类成员 | -keep | -keepnames |
| 仅类成员 | -keepclassmembers | -keepclassmembernames |
| 如果拥有某成员，保留类和类成员 | -keepclasseswithmembers | -keepclasseswithmembernames |
2、类成员中的一些符号
| 符号 | 作用 |
|---|---|
| 匹配所有构造器 | |
| 匹配所有域 | |
| 匹配所有方法 | |
| * | 匹配所有域和方法 |
3、一些常用通配符
| 通配符 | 作用 |
|---|---|
| * | 匹配任意长度字符，但不含包名分隔符(.) |
| ** | 匹配任意长度字符，并且包含包名分隔符(.) |
| *** | 匹配任意参数类型 |
| … | 匹配任意长度的任意类型参数 |
| % | 匹配任何原始类型 |
| ? | 匹配类名中的任何单个字符 |
其他的一些语法基本上属于无变化的那种，在混淆规则中基本都固定使用了，有需要的话可以自行在官方查询。
自定义混淆模板
嗯…这模板基本都是大同小异的，这里就直接贴出常用的混淆规则了。
# 优化算法，一般不用修改，来自Google
-optimizations !code/simplification/arithmetic,!code/simplification/cast,!field/*,!class/merging/*
# 代码混淆压缩比，在0~7之间，默认为5，一般不做修改
-optimizationpasses 5
# 混合时不使用大小写混合，混合后的类名为小写
-dontusemixedcaseclassnames
# 不去忽略非公共库的类
-dontskipnonpubliclibraryclasses
# 优化时允许访问并修改有修饰符的类和类的成员
-allowaccessmodification
# 项目混淆后产生映射文件
-verbose
# 不做预校验
-dontpreverify
# 保留Annotation不混淆
-keepattributes *Annotation*,InnerClasses
# 避免混淆泛型
-keepattributes Signature
# 抛出异常时保留代码行号
-keepattributes SourceFile,LineNumberTable
# 保留四大组件，自定义的Application等
-keep public class * extends android.app.Activity
-keep public class * extends android.app.Appliction
-keep public class * extends android.app.Service
-keep public class * extends android.content.BroadcastReceiver
-keep public class * extends android.content.ContentProvider
-keep public class * extends android.app.backup.BackupAgentHelper
-keep public class * extends android.preference.Preference
-keep public class * extends android.view.View
-keep public class com.google.vending.licensing.ILicensingService
-keep public class com.android.vending.licensing.ILicensingService
# 保留native方法
-keepclasseswithmembernames class * {native ;
}
# 保留在Activity中的方法参数是view的方法，
# 这样以来我们在layout中写的onClick就不会被影响
-keepclassmembers class * extends android.app.Activity{public void *(android.view.View);
}
# 保留自定义View
-keepclassmembers public class * extends android.view.View { void set*(***); *** get*(); public (android.content.Context); public (android.content.Context, android.util.AttributeSet); public (android.content.Context, android.util.AttributeSet, int);
}
# 保留枚举
-keepclassmembers enum * {public static **[] values();public static ** valueOf(java.lang.String);
}
# 保留Parcelable序列化对象
-keepclassmembers class * implements android.os.Parcelable {public static final android.os.Parcelable$Creator CREATOR;
}
# 保留R文件中的成员
-keepclassmembers class **.R$* {public static ;
}
# 保留Serializable序列化的类不被混淆
-keepnames class * implements java.io.Serializable
-keepclassmembers class * implements java.io.Serializable {static final long serialVersionUID;private static final java.io.ObjectStreamField[] serialPersistentFields;!static !transient ;!private ;!private ;private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream);private void readObject(java.io.ObjectInputStream);java.lang.Object writeReplace();java.lang.Object readResolve();
}
# -------------------------------------------------------------------------------
# webView处理，项目中没有使用到webView忽略即可
-keepclassmembers class fqcn.of.javascript.interface.for.webview {public *;
}
-keepclassmembers class * extends android.webkit.webViewClient {public void *(android.webkit.WebView, java.lang.String, android.graphics.Bitmap);public boolean *(android.webkit.WebView, java.lang.String);
}
-keepclassmembers class * extends android.webkit.webViewClient {public void *(android.webkit.webView, jav.lang.String);
}
# --------------------------保留JS接口-------------------------------------------
# --------------------------保留反射类-------------------------------------------
# --------------------------保留实体类-------------------------------------------
# --------------------------第三方库的混淆规则-----------------------------------
以上都是一些常用的混淆规则，其中部分规则其实都在Android默认混淆文件中声明过了。所以具体的自定义混淆规则还是得根据项目进行变化。
混淆产物
混淆后一般都有下面几个文件：
1.dump.txt：描述APK文件中所有类的内部结构；
2.mapping.txt：提供混淆前后类、方法、类成员等的对照表
3.seeds.txt：列出没有被混淆的类和成员
4.usage.txt：列出被移除的代码
遇到混淆问题时，我通常是通过查看mapping.txt文件来分析原因的。如果在进行Crash追踪中遇到了困难，可以使用sdk目录下/tools/proguard/bin中的proguardgui.bat可视化工具进行混淆定位。示例如图：
混淆引发的“Xue案”
场景一****问题描述：业务方集成了我们的一个SDK，SDK的一个页面中会显示Banner图，而Banner图所用的是SDK中自定义的ViewPager组件，结果业务方那边无法显示Banner图。原因分析：通过反编译apk，比对mapping.txt文件，发现Banner图的自定义Adapter中关键方法都被清除了。查看混淆文件，发现只keep了support v4的ViewPager，并没有keep住PagerAdapter。而SDK中又是通过compileOnly（provided）方式依赖v4包的，导致自定义的Adapter在工程编译的时候找不到被引用的关系，然后就被混淆给优化掉了。经验：针对compileOnly（provided）依赖的库，一定要注意相关类的混淆，特别是SDK开发者，因为混淆导致的问题一般较难定位。
场景二****问题描述：业务方又集成了我们的一个SDK（没错，是“又”），SDK有一个换肤功能，业务方可以通过构造特定格式的资源文件来实现皮肤替换。但在业务通过公司编译工具编译后的apk中无法实现换肤功能。原因分析：机智的我很快想到了混淆问题，于是让业务方加上保留所有R文件的规则，结果还是失败。于是开始了长时间的打log看log过程，还是确定问题出在资源名的混淆上。最后发现业务方虽然在本地编译环境中keep了资源名，但在公司的编译环境中还是对资源进行了混淆，导致换肤失败。经验：对于和资源相关的功能，一定要注意R文件的混淆。不要轻易相信业务，因为他们经常有你预料不到的操作（手动滑稽…）。
工作中遇到过很多次混淆相关的问题，这里就不多说了，只要大家细心点就好了。
总结
1.混淆其实不算是什么新鲜的话题，但对于Java和Android开发者来说是必不可少的，还是要对其有敬畏之心（严肃脸…）。
2.混淆的好处不言而喻增加了反编译的难度，优化了代码。但仅仅是增加难度而已，对于有心之人还是能从反编译中找到蛛丝马迹。所以，对于敏感代码和数据使用更安全的保护措施是非常必要的，比如加固。