Android 軟件安全與逆向分析

第1章 　Android程序分析環(huán)境搭建　　1
1.1 　Windows分析環(huán)境搭建　　1
1.1.1 　安裝JDK　　1
1.1.2 　安裝Android SDK　　3
1.1.3 　安裝Android NDK　　5
1.1.4 　Eclipse集成開發(fā)環(huán)境　　6
1.1.5 　安裝CDT、ADT插件　　6
1.1.6 　創(chuàng)建Android Virtual Device　　8
1.1.7 　使用到的工具　　9
1.2 　Linux分析環(huán)境搭建　　9
1.2.1 　本書的Linux環(huán)境　　9
1.2.2 　安裝JDK　　9
1.2.3 　在Ubuntu上安裝Android SDK　　10
1.2.4 　在Ubuntu上安裝Android NDK　　11
1.2.5 　在Ubuntu上安裝Eclipse集成開發(fā)環(huán)境　　12
1.2.6 　在Ubuntu上安裝CDT、ADT插件　　13
1.2.7 　創(chuàng)建Android Virtual Device　　13
1.2.8 　使用到的工具　　15
1.3 　本章小結(jié)　　15
第2章 　如何分析Android程序　　16
2.1 　編寫第一個(gè)Android程序　　16
2.1.1 　使用Eclipse創(chuàng)建Android工程　　16
2.1.2 　編譯生成APK文件　　19
2.2 　破解第一個(gè)程序　　20
2.2.1 　如何動(dòng)手？　　20
2.2.2 　反編譯APK文件　　20
2.2.3 　分析APK文件　　21
2.2.4 　修改Smali文件代碼　　26
2.2.5 　重新編譯APK文件并簽名　　26
2.2.6 　安裝測試　　27
2.3 　本章小結(jié)　　28
第3章 　進(jìn)入Android Dalvik虛擬機(jī)　　29
3.1 　Dalvik虛擬機(jī)的特點(diǎn)——掌握Android程序的運(yùn)行原理　　29
3.1.1 　Dalvik虛擬機(jī)概述　　29
3.1.2 　Dalvik虛擬機(jī)與Java虛擬機(jī)的區(qū)別　　29
3.1.3 　Dalvik虛擬機(jī)是如何執(zhí)行程序的　　34
3.1.4 　關(guān)于Dalvik虛擬機(jī)JIT（即時(shí)編譯）　　36
3.2 　Dalvik匯編語言基礎(chǔ)為分析Android程序做準(zhǔn)備　　37
3.2.1 　Dalvik指令格式　　37
3.2.2 　DEX文件反匯編工具　　39
3.2.3 　了解Dalvik寄存器　　40
3.2.4 　兩種不同的寄存器表示方法——v命名法與p命名法　　42
3.2.5 　Dalvik字節(jié)碼的類型、方法與字段表示方法　　43
3.3 　Dalvik指令集　　44
3.3.1 　指令特點(diǎn)　　45
3.3.2 　空操作指令　　45
3.3.3 　數(shù)據(jù)操作指令　　46
3.3.4 　返回指令　　46
3.3.5 　數(shù)據(jù)定義指令　　46
3.3.6 　鎖指令　　47
3.3.7 　實(shí)例操作指令　　47
3.3.8 　數(shù)組操作指令　　48
3.3.9 　異常指令　　48
3.3.10 　跳轉(zhuǎn)指令　　48
3.3.11 　比較指令　　49
3.3.12 　字段操作指令　　50
3.3.13 　方法調(diào)用指令　　50
3.3.14 　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令　　51
3.3.15 　數(shù)據(jù)運(yùn)算指令　　51
3.4 　Dalvik指令集練習(xí)——寫一個(gè)Dalvik版的Hello World　　52
3.4.1 　編寫smali文件　　52
3.4.2 　編譯smali文件　　54
3.4.3 　測試運(yùn)行　　54
3.5 　本章小結(jié)　　55
第4章 　Android可執(zhí)行文件　　56
4.1 　Android程序的生成步驟　　56
4.2 　Android程序的安裝流程　　59
4.3 　dex文件格式　　66
4.3.1 　dex文件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　66
4.3.2 　dex文件整體結(jié)構(gòu)　　68
4.3.3 　dex文件結(jié)構(gòu)分析　　71
4.4 　odex文件格式　　80
4.4.1 　如何生成odex文件　　80
4.4.2 　odex文件整體結(jié)構(gòu)　　81
4.4.3 　odex文件結(jié)構(gòu)分析　　83
4.5 　dex文件的驗(yàn)證與優(yōu)化工具dexopt的工作過程　　88
4.6 　Android應(yīng)用程序另類破解方法　　91
4.7 　本章小結(jié)　　93
第5章 　靜態(tài)分析Android程序　　94
5.1 　什么是靜態(tài)分析　　94
5.2 　快速定位Android程序的關(guān)鍵代碼　　94
5.2.1 　反編譯apk程序　　94
5.2.2 　程序的主Activity　　95
5.2.3 　需重點(diǎn)關(guān)注的Application類　　95
5.2.4 　如何定位關(guān)鍵代碼——六種方法　　96
5.3 　smali文件格式　　97
5.4 　Android程序中的類　　100
5.4.1 　內(nèi)部類　　100
5.4.2 　監(jiān)聽器　　102
5.4.3 　注解類　　105
5.4.4 　自動(dòng)生成的類　　108
5.5 　閱讀反編譯的smali代碼　　110
5.5.1 　循環(huán)語句　　110
5.5.2 　switch分支語句　　115
5.5.3 　try/catch語句　　121
5.6 　使用IDA Pro靜態(tài)分析Android程序　　127
5.6.1 　IDA Pro對(duì)Android的支持　　127
5.6.2 　如何操作　　128
5.6.3 　定位關(guān)鍵代碼——使用IDA Pro進(jìn)行破解的實(shí)例　　132
5.7 　惡意軟件分析工具包——Androguard　　135
5.7.1 　Androguard的安裝與配置　　135
5.7.2 　Androguard的使用方法　　137
5.7.3 　使用Androguard配合Gephi進(jìn)行靜態(tài)分析　　144
5.7.4 　使用androlyze.py進(jìn)行靜態(tài)分析　　148
5.8 　其他靜態(tài)分析工具　　152
5.9 　閱讀反編譯的Java代碼　　152
5.9.1 　使用dex2jar生成jar文件　　152
5.9.2 　使用jd-gui查看jar文件的源碼　　153
5.10 　集成分析環(huán)境——santoku　　154
5.11 　本章小結(jié)　　156
第6章 　基于Android的ARM匯編語言基礎(chǔ)——逆向原生！　　157
6.1 　Android與ARM處理器　　157
6.1.1 　ARM處理器架構(gòu)概述　　157
6.1.2 　ARM處理器家族　　158
6.1.3 　Android支持的處理器架構(gòu)　　159
6.2 　原生程序與ARM匯編語言——逆向你的原生Hello ARM　　160
6.2.1 　原生程序逆向初步　　160
6.2.2 　原生程序的生成過程　　162
6.2.3 　必須了解的ARM知識(shí)　　164
6.3 　ARM匯編語言程序結(jié)構(gòu)　　166
6.3.1 　完整的ARM匯編程序　　166
6.3.2 　處理器架構(gòu)定義　　167
6.3.3 　段定義　　168
6.3.4 　注釋與標(biāo)號(hào)　　169
6.3.5 　匯編器指令　　169
6.3.6 　子程序與參數(shù)傳遞　　170
6.4 　ARM處理器尋址方式　　170
6.4.1 　立即尋址　　170
6.4.2 　寄存器尋址　　171
6.4.3 　寄存器移位尋址　　171
6.4.4 　寄存器間接尋址　　171
6.4.5 　基址尋址　　171
6.4.6 　多寄存器尋址　　171
6.4.7 　堆棧尋址　　172
6.4.8 　塊拷貝尋址　　172
6.4.9 　相對(duì)尋址　　172
6.5 　ARM與Thumb指令集　　173
6.5.1 　指令格式　　173
6.5.2 　跳轉(zhuǎn)指令　　174
6.5.3 　存儲(chǔ)器訪問指令　　175
6.5.4 　數(shù)據(jù)處理指令　　177
6.5.5 　其他指令　　184
6.6 　用于多媒體編程與浮點(diǎn)計(jì)算的NEON與VFP指令集　　185
6.7 　本章小結(jié)　　186
第7章 　Android NDK程序逆向分析　　187
7.1 　Android中的原生程序　　187
7.1.1 　編寫一個(gè)例子程序　　187
7.1.2 　如何編譯原生程序　　188
7.2 　原生程序的啟動(dòng)流程分析　　194
7.2.1 　原生程序的入口函數(shù)　　194
7.2.2 　main函數(shù)究竟何時(shí)被執(zhí)行　　198
7.3 　原生文件格式　　199
7.4 　原生C程序逆向分析　　200
7.4.1 　原生程序的分析方法　　200
7.4.2 　for循環(huán)語句反匯編代碼的特點(diǎn)　　204
7.4.3 　if...else分支語句反匯編代碼的特點(diǎn)　　208
7.4.4 　while循環(huán)語句反匯編代碼的特點(diǎn)　　211
7.4.5 　switch分支語句反匯編代碼的特點(diǎn)　　215
7.4.6 　原生程序的編譯時(shí)優(yōu)化　　218
7.5 　原生C++程序逆向分析　　222
7.5.1 　C++類的逆向　　222
7.5.2 　Android NDK對(duì)C++特性的支持　　225
7.5.3 　靜態(tài)鏈接STL與動(dòng)態(tài)鏈接STL的代碼區(qū)別　　227
7.6 　Android NDK JNI API逆向分析　　232
7.6.1 　Android NDK提供了哪些函數(shù)　　232
7.6.2 　如何靜態(tài)分析Android NDK程序　　233
7.7 　本章小結(jié)　　235
第8章 　動(dòng)態(tài)調(diào)試Android程序　　236
8.1 　Android動(dòng)態(tài)調(diào)試支持　　236
8.2 　DDMS的使用　　237
8.2.1 　如何啟動(dòng)DDMS　　237
8.2.2 　使用LogCat查看調(diào)試信息　　238
8.3 　定位關(guān)鍵代碼　　240
8.3.1 　代碼注入法——讓程序自己吐出注冊(cè)碼　　240
8.3.2 　棧跟蹤法　　244
8.3.3 　Method Profiling　　247
8.4 　使用AndBug調(diào)試Android程序　　250
8.4.1 　安裝AndBug　　251
8.4.2 　使用AndBug　　251
8.5 　使用IDA Pro調(diào)試Android原生程序　　254
8.5.1 　調(diào)試Android原生程序　　255
8.5.2 　調(diào)試Android原生動(dòng)態(tài)鏈接庫　　256
8.6 　使用gdb調(diào)試Android原生程序　　260
8.6.1 　編譯gdb與gdbserver　　260
8.6.2 　如何調(diào)試　　262
8.7 　本章小結(jié)　　264
第9章 　Android軟件的破解技術(shù)　　265
9.1 　試用版軟件　　265
9.1.1 　試用版軟件的種類　　265
9.1.2 　實(shí)例破解——針對(duì)授權(quán)KEY方式的破解　　265
9.2 　序列號(hào)保護(hù)　　271
9.3 　網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證　　272
9.3.1 　網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證保護(hù)思路　　272
9.3.2 　實(shí)例破解——針對(duì)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證方式的破解　　273
9.4 　In-app Billing（應(yīng)用內(nèi)付費(fèi)）　　277
9.4.1 　In-app Billing原理　　277
9.4.2 　In-app Billing破解方法　　280
9.5 　Google Play License保護(hù)　　281
9.5.1 　Google Play License保護(hù)機(jī)制　　281
9.5.2 　實(shí)例破解——針對(duì)Google Play License方式的破解　　283
9.6 　重啟驗(yàn)證　　284
9.6.1 　重啟驗(yàn)證保護(hù)思路　　285
9.6.2 　實(shí)例破解——針對(duì)重啟驗(yàn)證方式的破解　　285
9.7 　如何破解其他類型的Android程序　　296
9.7.1 　Mono for Android開發(fā)的程序及其破解方法　　296
9.7.2 　Qt for Android開發(fā)的程序及其破解方法　　301
9.8 　本章小結(jié)　　309
第10章 　Android程序的反破解技術(shù)　　310
10.1 　對(duì)抗反編譯　　310
10.1.1 　如何對(duì)抗反編譯工具　　310
10.1.2 　對(duì)抗dex2jar　　311
10.2 　對(duì)抗靜態(tài)分析　　312
10.2.1 　代碼混淆技術(shù)　　312
10.2.2 　NDK保護(hù)　　315
10.2.3 　外殼保護(hù)　　316
10.3 　對(duì)抗動(dòng)態(tài)調(diào)試　　316
10.3.1 　檢測調(diào)試器　　316
10.3.2 　檢測模擬器　　317
10.4 　防止重編譯　　318
10.4.1 　檢查簽名　　318
10.4.2 　校驗(yàn)保護(hù)　　319
10.5 　本章小結(jié)　　320
第11章 　Android系統(tǒng)攻擊與防范　　321
11.1 　Android系統(tǒng)安全概述　　321
11.2 　手機(jī)ROOT帶來的危害　　321
11.2.1 　為什么要ROOT手機(jī)　　321
11.2.2 　手機(jī)ROOT后帶來的安全隱患　　322
11.2.3 　Android手機(jī)ROOT原理　　322
11.3 　Android權(quán)限攻擊　　329
11.3.1 　Android權(quán)限檢查機(jī)制　　329
11.3.2 　串謀權(quán)限攻擊　　333
11.3.3 　權(quán)限攻擊檢測　　336
11.4 　Android組件安全　　339
11.4.1 　Activity安全及Activity劫持演示　　340
11.4.2 　Broadcast Receiver 安全　　343
11.4.3 　Service安全　　345
11.4.4 　Content Provider安全　　346
11.5 　數(shù)據(jù)安全　　347
11.5.1 　外部存儲(chǔ)安全　　347
11.5.2 　內(nèi)部存儲(chǔ)安全　　348
11.5.3 　數(shù)據(jù)通信安全　　350
11.6 　ROM安全　　351
11.6.1 　ROM的種類　　352
11.6.2 　ROM的定制過程　　352
11.6.3 　定制ROM的安全隱患　　359
11.6.4 　如何防范　　360
11.7 　本章小結(jié)　　361
第12章 　DroidKongFu變種病毒實(shí)例分析　　362
12.1 　DroidKongFu病毒介紹　　362
12.2 　配置病毒分析環(huán)境　　363
12.3 　病毒執(zhí)行狀態(tài)分析　　364
12.3.1 　使用APIMonitor初步分析　　365
12.3.2 　使用DroidBox動(dòng)態(tài)分析　　369
12.3.3 　其他動(dòng)態(tài)分析工具　　373
12.4 　病毒代碼逆向分析　　376
12.4.1 　Java層啟動(dòng)代碼分析　　376
12.4.2 　Native層啟動(dòng)代碼分析　　381
12.4.3 　Native層病毒核心分析　　393
12.5 　DroidKongFu病毒框架總結(jié)　　404
12.6 　病毒防治　　406
12.7 　本章小結(jié)　　406