一文看懂混淆代码——Java Decompiled过程和代码阅读

本文不是讲解传统源码的阅读， 而是『别人的APK源码』该怎么阅读。

项目背景

此前，由于工作的原因，反编译竞品SDK，通过逆向的手段修复其源码并编译运行。

前端之下，本无秘密。相对于前端源码，Android APK源码并不是那么容易获取。由于Android这样一个开发的系统和使用java编写应用使得源码的获取成为现实。本文不过多介绍如果脱壳dex，或者动态调试apk，着重聊一下如何阅读jadx APK/DEX/JAR之后的『源码』。

反编译概念

什么是反编译？
Executable->Human Readable：机器可执行转变为程序员可读。后面通过APK打包过程分析打包产物和从打包产物到可读产物。
注：apk反编译生成的一般为Smali或java decompiled（后简称jd）代码。

Android源码的打包过程

原官网较为完整的打包过程：

image.png

APK打包流程

1. 打包资源文件，生成R.java文件
   通过aapt打包res资源文件，生成R.java、resources.arsc和res文件（二进制 & 非二进制如res/raw和pic保持原样）

2. 处理aidl文件，生成相应的Java文件

3. 编译项目源代码，生成class文件
   通过Java Compiler编译R.java、Java接口文件、Java源文件，生成.class文件，生成的class文件位于工程中的bin/classes目录下。

4. 转换所有的class文件，生成classes.dex文件
   dx工具生成可供Android系统Dalvik虚拟机执行的classes.dex文件，该工具位于android-sdk/platform-tools 目录下。
   任何第三方的libraries和.class文件都会被转换成.dex文件。
   dx工具的主要工作是将Java字节码转成成Dalvik字节码、压缩常量池、消除冗余信息等。

5. 打包生成APK文件
   通过apkbuilder工具，将aapt生成的resources.arsc和res文件、assets文件和classes.dex一起打包生成apk

6. 对APK文件进行签名
   一旦APK文件生成，它必须被签名才能被安装在设备上。
   通过Jarsigner工具，对上面的apk进行debug或release签名
   在开发过程中，主要用到的就是两种签名的keystore。一种是用于调试的debug.keystore，它主要用于调试，在Eclipse或者Android
   Studio中直接run以后跑在手机上的就是使用的debug.keystore。另一种就是用于发布正式版本的keystore。

7. 对签名后的APK文件进行对齐处理
   通过zipalign工具，将签名后的apk进行对齐处理。
   对齐的主要过程是将APK包中所有的资源文件距离文件起始偏移为4字节整数倍，这样通过内存映射访问apk文件时的速度会更快。对齐的作用就是减少运行时内存的使用。

考虑到Gradle作为主要构建工具，官方后来缩减版（可以看谷歌的变化之快）：
典型 Android 应用模块的构建流程

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构建过程中的产物

• resources.arsc 二进制
• .class
  debug/release javac -g字节码是否可调试
• .jar
• .dex 相比jar结构更紧凑
• AAR 可执行文件dex和资源文件的集合记录文件

反编译的过程和工具

APK文件结构（通过解压缩查看）

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Apks are nothing more than a zip file containing resources and assembled java code

$ unzip testapp.apk
Archive: testapp.apk
inflating: AndroidManifest.xml
inflating: classes.dex
extracting: res/drawable-hdpi/ic_launcher.png
inflating: res/xml/literals.xml
inflating: res/xml/references.xml
extracting: resources.arsc

无法查看目录中资源文件
查看 AndroidManifest.xml、resource.arsc编译后的二进制文件，后面讲解怎么查看APK、dex和反编译后端资源文件。

AAR文件结构

注意：lib中jar文件依然存在，在APK打包时候会合入.dex中。

以下，介绍一些java decompiled的工具。

Apktool
apktool工具官网的介绍 :

editing or viewing a compiled file is next to impossible. That is where Apktool >comes into play.

由于apktool实在太常用，甚至有许多人以为是官网给出的打包工具。

$ apktool d testapp.apk//apk 、jar
I: Using Apktool 2.0.0 on testapp.apk
I: Loading resource table...
I: Decoding AndroidManifest.xml with resources...
I: Loading resource table from file: 1.apk
I: Regular manifest package...
I: Decoding file-resources...
I: Decoding values */* XMLs...
I: Baksmaling classes.dex...
I: Copying assets and libs...
$

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很多APK通过apktool的bug加壳之后不能反编译。

• 通过分析和修改smali文件，再通过apktool重新打包、签名之后生成apk从而达到修改的目的。

    $ apktool b foo.jar.out
    # builds foo.jar.out folder into foo.jar.out/dist/foo.jar file

• Framework Files 厂商定制
• Smali Debugging 调试
  SmaliDebugging has been marked as deprecated in 2.0.3, and removed in 2.1. Please check SmaliIdea for a debugger.

dex2jar
功能：将 dex 文件还原成为 jar 文件；d2j-dex2jar.sh dex文件名，
将 dex 文件还原成为 smali 文件；d2j-dex2smali.bat dex文件名

jd-gui

功能：查看 dex 文件还原成为 jar 文件代码；将 jar 文件中所有的 class 文件转换成为 java 文件
2015 年开始就停止了维护

jadx
功能：可直接浏览 Apk、dex、jar
带全局搜索功能，很好用，通过保存全部可以获得所以反编译的java代码。

enjarify
Google 出品
环境：Python3
可直接将 apk 文件还原成为 jar 文件，也可以和 dex2jar 一样，直接操作某个dex

ClassyShark
Google 出品
功能：可直接浏览 Apk，支持对.dex, .aar, .so，.apk, .jar, .class等文件的操作，查看统计、依赖等
优点：轻量
感兴趣请阅读以下参考
http://www.jianshu.com/p/8e8b88ea2197
https://github.com/borisf/classyshark-user-guide
背景故事很有趣。

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网络抓包分析工具

7反编译思路和总结

1.思路：

• 反编译获取魔蝎Android全部代码->调试和重构增强可读性->断点调试JS分析前端控制逻辑->获取全部抓取策略和细节
• 代码可调试 尝试调试JAR包
• 通过抓取分析具体流程 控制逻辑很复杂，前端为核心

2.修复java代码过程（不同工具反编译字节码得到java文件不相同）

• 匿名内部类闭包、自引用（this）、匿名类嵌套匿名类（超难解）、引用父类成员或方法与当前所在类同名

  
  
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• 运行时类型丢失、泛型类型被擦除、资源和字符串常量化等

  
  
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• 局部变量声明丢失

  
  
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• 反编译失败型（比较少，往往是第一个入口类）

  
  
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• 位置错落型

  
  
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太多不一一列举，感兴趣的可以试着反编译看一下。
上面介绍的主要是一些jd方面的技术。jd之后的代码可以简单理解混淆后的代码，因为JVM的代码优化和逆向的语法问题使得代码不能完全运行，只要修复还是可以还原的（针对非大型项目）。代码量太多（超过5W行）只能慢慢阅读逆向代码了。阅读代码代码时需要注意this指针，同包下不需要导入的特性，可以快速定位类和方法。