Apk文件分析结构简介-相关常识-apk分析软件_apk自动分析系统_ Android文件分析

一．引言
做过OPhone/Android应用开发的人，对apk文件应该不会陌生。apk文件，即Android application package文件。每个要安装到OPhone平台的应用都要被编译打包为一个单独的文件，后缀名为.apk，其中包含了应用的二进制代码、资源、配置文件等。
本文将对apk文件的结构和内容做一个简单介绍，并以一个简单的hello world程序为例，介绍一下apk文件中二进制代码dex文件的反编译过程。(作者：景涛）

二．Hello world示例
为了叙述方便，我们先给出一个简单的hello world程序。工程的目录结构如下：

|-- AndroidManifest.xml   
|-- assets   
|-- bin   
|-- default.properties   
|-- res   
|   |-- drawable   
|   |   `-- icon.png   
|   |-- layout   
|   |   `-- main.xml   
|   `-- values   
|       `-- strings.xml   
`-- src   
    `-- hello   
        `-- world   
            `-- hello.java  

　我使用的开发环境是eclipse及adt0.9和OPhone sdk 1.5。上图中所有文件和目录都是根据建立工程时的配置自动生成的。hello.java是我在这个工程中唯一修改的地方，在程序执行时会在屏幕上显示“hello, OPhone”的字样。源码如下，注意粗体为修改的代码。

package hello.world;   
  
import android.app.Activity;   
import android.os.Bundle;   
import android.widget.TextView;   
  
public class test extends Activity {   
    /** Called when the activity is first created. */  
    @Override  
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {   
        super.onCreate(savedInstanceState);   
        TextView test = new TextView(this);   
        Test.setText(“hello, OPhone”);   
        setContentView(test);   
    }   
}  

使用eclipse编译之后可以看到工程的目录结构发生了变化。bin和gen目录是编译之后产生的。

|-- AndroidManifest.xml   
|-- assets   
|-- bin   
|   |-- classes.dex   
|   |-- hello   
|   |   `-- world   
|   |       |-- R$attr.class  
|   |       |-- R$drawable.class  
|   |       |-- R$layout.class  
|   |       |-- R$string.class  
|   |       |-- R.class  
|   |       `-- hello.class  
|   |-- helloworld.apk   
|   `-- resources.ap_   
|-- default.properties   
|-- gen   
|   `-- hello   
|       `-- world   
|           `-- R.java   
|-- res   
|   |-- drawable   
|   |   `-- icon.png   
|   |-- layout   
|   |   `-- main.xml   
|   `-- values   
|       `-- strings.xml   
`-- src   
    `-- hello   
        `-- world   
            `-- hello.java  

　　在gen目录下生成了R.java文件，这是系统根据资源文件生成的。在bin目录下生成了6个.class文件，记住这一点。另外bin目录下还生成了helloworld.apk，下面我们就来分析这个文件。

三．Apk文件结构
　　apk文件实际是一个zip压缩包，可以通过解压缩工具解开。以下是我们用zip解开helloworld.apk文件后看到的内容。可以看到其结构跟新建立的工程结构有些类似。

|-- AndroidManifest.xml   
|-- META-INF   
|   |-- CERT.RSA   
|   |-- CERT.SF   
|   `-- MANIFEST.MF   
|-- classes.dex   
|-- res   
|   |-- drawable   
|   |   `-- icon.png   
|   `-- layout   
|       `-- main.xml   
`-- resources.arsc  

3.1 Manifest文件
　　AndroidManifest.xml是每个应用都必须定义和包含的，它描述了应用的名字、版本、权限、引用的库文件等等信息[ , ]，如要把apk上传到Google Market上，也要对这个xml做一些配置。网上已有很多资料，在此就不多做介绍了。
在apk中的AndroidManifest.xml是经过压缩的，可以通过AXMLPrinter2工具[ , ]解开，具体命令为：

java -jar AXMLPrinter2.jar AndroidManifest.xml  

3.2 META-INF目录
　　META-INF目录下存放的是签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全。在eclipse编译生成一个api包时，会对所有要打包的文件做一个校验计算，并把计算结果放在META-INF目录下。而在OPhone平台上安装apk包时，应用管理器会按照同样的算法对包里的文件做校验，如果校验结果与META-INF下的内容不一致，系统就不会安装这个apk。这就保证了apk包里的文件不能被随意替换。比如拿到一个apk包后，如果想要替换里面的一幅图片，一段代码，或一段版权信息，想直接解压缩、替换再重新打包，基本是不可能的。如此一来就给病毒感染和恶意修改增加了难度，有助于保护系统的安全。

3.3 classes.dex文件
       classes.dex是java源码编译后生成的java字节码文件。但由于Android使用的dalvik虚拟机与标准的java虚拟机是不兼容的，dex文件与class文件相比，不论是文件结构还是opcode都不一样。目前常见的java反编译工具都不能处理dex文件。
      Android模拟器中提供了一个dex文件的反编译工具，dexdump。用法为首先启动Android模拟器，把要查看的dex文件用adb push上传的模拟器中，然后通过adb shell登录，找到要查看的dex文件，执行dexdump xxx.dex。
       仍然以hello world程序作为演示。

# dexdump classes.dex   
Processing 'classes.dex'...   
Opened 'classes.dex', DEX version '035'  
Class #0            -   
  Class descriptor  : 'Lhello/world/R$attr;'  
  …   
Class #5            -   
  Class descriptor  : 'Lhello/world/hello;'  
  Access flags      : 0x0001 (PUBLIC)   
  Superclass        : 'Landroid/app/Activity;'  
  Interfaces        -   
  Static fields     -   
  Instance fields   -   
  Direct methods    -   
    #0              : (in Lhello/world/hello;)   
      name          : '<init>'  
      type          : '()V'  
      access        : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)   
      code          -   
      registers     : 1  
      ins           : 1  
      outs          : 1  
      insns size    : 4 16-bit code units   
      catches       : (none)   
      positions     :    
        0x0000 line=7  
      locals        :    
        0x0000 - 0x0004 reg=0 this Lhello/world/hello;    
  Virtual methods   -   
    #0              : (in Lhello/world/hello;)   
      name          : 'onCreate'  
      type          : '(Landroid/os/Bundle;)V'  
      access        : 0x0001 (PUBLIC)   
      code          -   
      registers     : 4  
      ins           : 2  
      outs          : 2  
      insns size    : 17 16-bit code units   
      catches       : (none)   
      positions     :    
        0x0000 line=11  
        0x0003 line=13  
        0x0008 line=14  
        0x000d line=15  
        0x0010 line=16  
      locals        :    
        0x0008 - 0x0011 reg=0 test Landroid/widget/TextView;    
        0x0000 - 0x0011 reg=2 this Lhello/world/hello;    
        0x0000 - 0x0011 reg=3 savedInstanceState Landroid/os/Bundle;    
  source_file_idx   : 27 (hello.java)   

　　Dexdump的结果可以看到有class0到class5六个class，跟工程目录下bin目录中的class数目相对应，可以想象dex文件包含了所有的class文件。但对hello.java的反编译结果（Class #5）中很难发现我们做的修改，即如何输出“hello, OPhone”。分支跳转表的反编译不完整，严格来说就没有完整的dump出来。fill-array-data表也存在同样的问题。还有其他很多限制。总的来说dexdump反编的结果可读性很差。
目前在网上能找到的另一个dex文件的反编译工具是Dedexer。Dedexer可以读取dex格式的文件，生成一种类似于汇编语言的输出。这种输出与jasmin[ ]的输出相似，但包含的是Dalvik的字节码。我们会在下一节详细介绍一下Dedexer。

3.4 res目录
res目录存放资源文件。关于apk文件中的资源管理，OPhone SDN网站上已经有文章做过详细介绍[ ]，就不在此敷述。

3.5 resources.arsc
编译后的二进制资源文件。

相关常识

Apk文件分析结构简介

烟台亚通网络科技有限公司

联系我们

在线咨询

微信扫一扫