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　　15
第2章 　如何分析Android程序　　16
2.1 　編寫第一個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 　破解第一個程序　　20
2.2.1 　如何動手？　　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　　28
第3章 　進入Android Dalvik虛擬機　　29
3.1 　Dalvik虛擬機的特點——掌握Android程序的運行原理　　29
3.1.1 　Dalvik虛擬機概述　　29
3.1.2 　Dalvik虛擬機與Java虛擬機的區(qū)別　　29
3.1.3 　Dalvik虛擬機是如何執(zhí)行程序的　　34
3.1.4 　關于Dalvik虛擬機JIT（即時編譯）　　36
3.2 　Dalvik匯編語言基礎為分析Android程序做準備　　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　　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)運算指令　　51
3.4 　Dalvik指令集練習——寫一個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 　測試運行　　54
3.5 　本章小結　　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)結構　　66
4.3.2 　dex文件整體結構　　68
4.3.3 　dex文件結構分析　　71
4.4 　odex文件格式　　80
4.4.1 　如何生成odex文件　　80
4.4.2 　odex文件整體結構　　81
4.4.3 　odex文件結構分析　　83
4.5 　dex文件的驗證與優(yōu)化工具dexopt的工作過程　　88
4.6 　Android應用程序另類破解方法　　91
4.7 　本章小結　　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 　需重點關注的Application類　　95
5.2.4 　如何定位關鍵代碼——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Android的支持　　127
5.6.2 　如何操作　　128
5.6.3 　定位關鍵代碼——使用IDA Pro進行破解的實例　　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進行靜態(tài)分析　　144
5.7.4 　使用androlyze.py進行靜態(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　　156
第6章 　基于Android的ARM匯編語言基礎——逆向原生！　　157
6.1 　Android與ARM處理器　　157
6.1.1 　ARM處理器架構概述　　157
6.1.2 　ARM處理器家族　　158
6.1.3 　Android支持的處理器架構　　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　　164
6.3 　ARM匯編語言程序結構　　166
6.3.1 　完整的ARM匯編程序　　166
6.3.2 　處理器架構定義　　167
6.3.3 　段定義　　168
6.3.4 　注釋與標號　　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計算的NEON與VFP指令集　　185
6.7 　本章小結　　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　　204
7.4.3 　if...else分支語句反匯編代碼的特點　　208
7.4.4 　while循環(huán)語句反匯編代碼的特點　　211
7.4.5 　switch分支語句反匯編代碼的特點　　215
7.4.6 　原生程序的編譯時優(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C++特性的支持　　225
7.5.3 　靜態(tài)鏈接STL與動態(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　　235
第8章 　動態(tài)調(diào)試Android程序　　236
8.1 　Android動態(tài)調(diào)試支持　　236
8.2 　DDMS的使用　　237
8.2.1 　如何啟動DDMS　　237
8.2.2 　使用LogCat查看調(diào)試信息　　238
8.3 　定位關鍵代碼　　240
8.3.1 　代碼注入法——讓程序自己吐出注冊碼　　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　　264
第9章 　Android軟件的破解技術　　265
9.1 　試用版軟件　　265
9.1.1 　試用版軟件的種類　　265
9.1.2 　實例破解——針對授權KEY方式的破解　　265
9.2 　序列號保護　　271
9.3 　網(wǎng)絡驗證　　272
9.3.1 　網(wǎng)絡驗證保護思路　　272
9.3.2 　實例破解——針對網(wǎng)絡驗證方式的破解　　273
9.4 　In-app Billing（應用內(nèi)付費）　　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　　281
9.5.1 　Google Play License保護機制　　281
9.5.2 　實例破解——針對Google Play License方式的破解　　283
9.6 　重啟驗證　　284
9.6.1 　重啟驗證保護思路　　285
9.6.2 　實例破解——針對重啟驗證方式的破解　　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　　309
第10章 　Android程序的反破解技術　　310
10.1 　對抗反編譯　　310
10.1.1 　如何對抗反編譯工具　　310
10.1.2 　對抗dex2jar　　311
10.2 　對抗靜態(tài)分析　　312
10.2.1 　代碼混淆技術　　312
10.2.2 　NDK保護　　315
10.2.3 　外殼保護　　316
10.3 　對抗動態(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 　校驗保護　　319
10.5 　本章小結　　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ROOT帶來的危害　　321
11.2.1 　為什么要ROOT手機　　321
11.2.2 　手機ROOT后帶來的安全隱患　　322
11.2.3 　Android手機ROOT原理　　322
11.3 　Android權限攻擊　　329
11.3.1 　Android權限檢查機制　　329
11.3.2 　串謀權限攻擊　　333
11.3.3 　權限攻擊檢測　　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 　外部存儲安全　　347
11.5.2 　內(nèi)部存儲安全　　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　　361
第12章 　DroidKongFu變種病毒實例分析　　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動態(tài)分析　　369
12.3.3 　其他動態(tài)分析工具　　373
12.4 　病毒代碼逆向分析　　376
12.4.1 　Java層啟動代碼分析　　376
12.4.2 　Native層啟動代碼分析　　381
12.4.3 　Native層病毒核心分析　　393
12.5 　DroidKongFu病毒框架總結　　404
12.6 　病毒防治　　406
12.7 　本章小結　　406