本書主要介紹Android平臺上的軟件安全技術。從平臺搭建和語言基礎開始，循序漸進地講解了Android平臺上的軟件攻防技術。本書共12章，系統地講解了與Android軟件安全相關的環境搭建、文件格式、靜態分析、動態調試、Hook與注入、軟件保護技術、軟件殼等多個主題。本書較第1版更新幅度較大，加入了Windows、Linux、macOS 3個平臺上的軟件平臺支持，在文件格式上加入了OAT、ELF等新的文件格式。另外，本書更新調整了目錄結構，將Java與Native層的軟件安全技術分開講解，在內容安排上更加細致、合理。同時，加入了時下流行的軟件殼章節，內容大多是目前尚未公開的技術。另外，書中的每一章中都以實例講解的方式來展開內容，實踐性較強。
網名"非蟲”，獨立軟件安全研究員，資深安全專家，ISC2016安全訓練營獨立講師，有豐富的軟件安全實戰經驗。自2008年起，在知名安全雜志《黑客防線》上發表多篇技術文章，從此踏上軟件安全研究道路，常年混跡于國內各大軟件安全論壇，著有暢銷安全圖書《Android軟件安全與逆向分析》與《macOS軟件安全與逆向分析》。
第1章 搭建Android程序分析環境
1.1 搭建Windows分析環境 1
1.1.1 安裝JDK 1
1.1.2 安裝Android SDK 2
1.1.3 安裝Android NDK 5
1.1.4 Android Studio集成開發環境 6
1.1.5 創建Android模擬器 7
1.1.6 Cygwin 9
1.1.7 Bash on Ubuntu on Windows 11
1.2 搭建macOS分析環境 12
1.2.1 安裝JDK 12
1.2.2 安裝Android SDK 14
1.2.3 安裝Android NDK 14
1.2.4 Android Studio集成開發環境 15
1.3 搭建Ubuntu分析環境 15
1.3.1 安裝JDK 16
1.3.2 安裝Android SDK 17
1.3.3 安裝Android NDK 17
1.3.4 Android Studio集成開發環境 18
1.4 常用逆向分析工具 19
1.5 常用Linux Shell命令 19
1.6 搭建源碼分析環境 20
1.6.1 在macOS中編譯Android源碼 20
1.6.2 在Ubuntu中編譯Android源碼 26
1.6.3 在Windows中編譯Android源碼 26
1.7 本章小結 27
第2章 如何分析Android程序
2.1 編寫第一個Android程序 28
2.1.1 創建Android工程 28
2.1.2 編譯生成APK文件 30
2.2 破解第一個Android程序 35
2.2.1 破解入手 35
2.2.2 反編譯APK文件 35
2.2.3 分析APK文件 36
2.2.4 修改smali文件的代碼 44
2.2.5 重新編譯APK文件并簽名 45
2.2.6 安裝和測試 47
2.2.7 小結 48
2.3 本章小結 48
第3章 Dalvik可執行格式與字節碼規范
3.1 Dalvik虛擬機 49
3.1.1 Dalvik虛擬機的特點 49
3.1.2 Dalvik虛擬機與Java虛擬機的區別 49
3.1.3 虛擬機的執行流程 54
3.1.4 虛擬機的執行方式 56
3.2 Dalvik語言基礎 56
3.2.1 Dalvik指令格式 57
3.2.2 DEX反匯編工具 58
3.2.3 Dalvik寄存器 59
3.2.4 寄存器命名法 61
3.2.5 Dalvik字節碼 62
3.3 Dalvik指令集 63
3.3.1 指令類型 64
3.3.2 空操作指令 64
3.3.3 數據操作指令 64
3.3.4 返回指令 65
3.3.5 數據定義指令 65
3.3.6 鎖指令 66
3.3.7 實例操作指令 66
3.3.8 數組操作指令 66
3.3.9 異常指令 67
3.3.10 跳轉指令 67
3.3.11 比較指令 68
3.3.12 字段操作指令 69
3.3.13 方法調用指令 69
3.3.14 數據轉換指令 70
3.3.15 數據運算指令 70
3.4 Dalvik指令練習 71
3.4.1 編寫smali文件 71
3.4.2 編譯smali文件 73
3.4.3 測試運行 73
3.5 本章小結 73
第4章 常見Android文件格式
4.1 庫文件 74
4.1.1 jar包 74
4.1.2 aar包 75
4.2 APK 78
4.2.1 APK文件結構 78
4.2.2 APK文件的生成流程 79
4.2.3 APK的安裝流程 84
4.3 classes.dex 90
4.3.1 DEX文件結構 90
4.3.2 DEX文件的驗證與優化過程 104
4.3.3 DEX文件的修改 108
4.3.4 MultiDex 111
4.4 AndroidManifest.xml 113
4.4.1 AndroidManifest.xml文件的格式 113
4.4.2 AXML文件格式 114
4.4.3 AXML文件的修改 121
4.5 resources.arsc 121
4.5.1 ARSC文件格式 122
4.5.2 ARSC文件的修改 128
4.6 META-INF目錄 128
4.6.1 CERT.RSA 128
4.6.2 MANIFEST.MF 129
4.6.3 CERT.SF 130
4.7 ODEX 132
4.7.1 生成ODEX文件 132
4.7.2 ODEX文件格式 132
4.7.3 將ODEX文件轉換成DEX文件 136
4.8 OAT 137
4.8.1 ART虛擬機 137
4.8.2 生成OAT文件 137
4.8.3 OAT文件格式 138
4.8.4 將OAT文件轉換成DEX文件 141
4.9 本章小結 143
第5章 靜態分析Android程序
5.1 靜態分析簡介 145
5.2 閱讀smali代碼 145
5.2.1 smali文件結構 145
5.2.2 循環語句 148
5.2.3 switch分支語句 153
5.2.4 try/catch語句 158
5.3 閱讀Java代碼 163
5.3.1 將DEX文件轉換成jar包 163
5.3.2 jar分析工具 163
5.4 代碼定位技巧 164
5.4.1 入口分析法 164
5.4.2 信息反饋法 165
5.4.3 特征函數法 165
5.5 使用JEB進行靜態分析 165
5.5.1 安裝JEB 165
5.5.2 JEB的靜態分析功能 166
5.5.3 JEB的腳本化與插件 169
5.6 使用IDA Pro進行靜態分析 170
5.6.1 IDA Pro對Android的支持 170
5.6.2 分析DEX文件 170
5.6.3 定位關鍵代碼 172
5.7 使用Androguard進行靜態分析 174
5.7.1 安裝Androguard 175
5.7.2 Androguard的使用方法 175
5.7.3 使用androlyze.py進行分析 179
5.8 本章小結 182
第6章 動態分析Android程序
6.1 動態分析框架 183
6.2 動態分析技巧 189
6.2.1 代碼注入法 189
6.2.2 棧跟蹤法 192
6.2.3 Ｍethod Profiling 193
6.2.4 UI檢查 196
6.3 使用JDB動態調試APK 198
6.4 使用JEB動態調試APK 200
6.5 使用IDA Pro動態調試APK 201
6.6 本章小結 203
第7章 ARM反匯編基礎
7.1 Android與ARM處理器 204
7.1.1 ARM處理器架構概述 204
7.1.2 Android支持的處理器架構 205
7.2 Android ARM EABI 206
7.2.1 armeabi 206
7.2.2 armeabi-v7a 207
7.2.3 arm64-v8a 208
7.3 ARM原生程序的生成過程 208
7.3.1 預處理 210
7.3.2 編譯 211
7.3.3 匯編 215
7.3.4 鏈接 215
7.4 ARM匯編語言 216
7.4.1 ARM匯編程序結構 216
7.4.2 匯編指令 221
7.4.3 寄存器 223
7.4.4 處理器尋址方式 224
7.4.5 子程序參數傳遞 227
7.5 ARM匯編指令集 230
7.5.1 ARM指令集分類 230
7.5.2 ARM指令編碼 231
7.5.3 ARM指令格式解析 233
7.5.4 常見ARM指令 234
7.6 Thumb匯編指令集 240
7.6.1 16位Thumb指令編碼 240
7.6.2 16位Thumb指令格式解析 241
7.6.3 32位Thumb指令編碼 242
7.6.4 32位Thumb指令格式解析 244
7.7 AArch64匯編指令集 246
7.7.1 AArch64指令編碼 246
7.7.2 AArch64指令格式解析 247
7.8 本章小結 250
第8章 Android原生程序開發與逆向分析
8.1 原生程序開發 251
8.1.1 原生程序工程 252
8.1.2 STL的選擇 253
8.1.3 JNI 254
8.1.4 編譯選項與配置項 256
8.2 原生程序移植 256
8.2.1 ADT項目的移植 257
8.2.2 UNIX開源項目的移植 258
8.2.3 CMake項目的移植 262
8.2.4 其他類型項目的移植 264
8.3 原生程序入口函數 264
8.3.1 原生程序入口函數分析 264
8.3.2 so入口函數分析 269
8.4 原生程序文件格式 271
8.4.1 原生程序的文件類型 271
8.4.2 AArch64 ELF文件格式 274
8.4.3 Program Header Table 278
8.4.4 Section Header Table 281
8.4.5 .dynamic節區 283
8.4.6 字符串表 285
8.4.7 符號表 286
8.4.8 got表與plt表 287
8.4.9 地址重定位表 291
8.5 原生程序逆向分析工具 295
8.5.1 NDK Toolchain 295
8.5.2 IDA Pro 297
8.5.3 Hopper 301
8.6 原生C程序逆向分析 302
8.6.1 編譯原生C程序 303
8.6.2 for循環分支結構 305
8.6.3 while循環分支結構 309
8.6.4 if……else分支結構 312
8.6.5 switch循環分支結構 316
8.6.6 優化后的C程序 319
8.7 原生C++ 程序逆向分析 321
8.7.1 C++ STL的逆向分析 322
8.7.2 C++ 類的逆向分析 326
8.7.3 C++ 程序的RTTI 332
8.8 原生so動態庫逆向分析 336
8.9 本章小結 337
第9章 Android原生程序動態調試
9.1 gdb調試器 338
9.1.1 ndk-gdb腳本 338
9.1.2 配置gdb調試器 339
9.1.3 gdb調試器的常用命令 340
9.1.4 使用gdb調試Android原生程序 342
9.1.5 gdb調試器的GUI前端 344
9.2 lldb調試器 346
9.2.1 配置lldb調試器 346
9.2.2 lldb調試器的常用命令 348
9.2.3 使用lldb調試Android原生程序 350
9.2.4 lldb調試器的GUI前端 353
9.3 使用IDA Pro調試Android原生程序 353
9.4 本章小結 358
第10章 Hook與注入
10.1 Hook的類型 359
10.1.1 Dalvik Hook 359
10.1.2 ART Hook 362
10.1.3 LD_PRELOAD Hook 364
10.1.4 GOT Hook 366
10.1.5 Inline Hook 367
10.2 Hook框架Xposed 368
10.3 Hook場景與應用 372
10.3.1 開啟日志調試輸出 372
10.3.2 APK插件 373
10.3.3 繞過SSL Pinning 373
10.4 動態注入 374
10.4.1 so動態庫注入 374
10.4.2 DEX注入 376
10.5 注入框架Frida 377
10.5.1 Frida的安裝與配置 377
10.5.2 執行注入與Hook 378
10.5.3 跟蹤Native方法 384
10.6 本章小結 386
第11章 軟件保護技術
11.1 軟件保護技術簡介 387
11.2 軟件混淆技術 388
11.2.1 源碼混淆 389
11.2.2 模板混淆 389
11.2.3 AST混淆 391
11.2.4 IR混淆 397
11.2.5 DEX混淆 397
11.2.6 DEX二次混淆 399
11.3 資源保護 401
11.4 完整性校驗 403
11.5 反調試技術 404
11.5.1 調試器狀態檢測 404
11.5.2 調試器端口檢測 404
11.5.3 進程狀態檢測 406
11.6 運行環境檢測 407
11.6.1 模擬器檢測 407
11.6.2 Root檢測 409
11.6.3 Hook檢測 409
11.7 本章小結 411
第12章 軟件殼
12.1 Android軟件殼 412
12.2 軟件殼的特征與偵察 413
12.2.1 編譯器指紋 413
12.2.2 軟件殼的特征 416
12.2.3 查殼工具 418
12.3 動態加載型殼 418
12.3.1 緩存脫殼法 418
12.3.2 內存Dump脫殼法 419
12.3.3 動態調試脫殼法 420
12.3.4 Hook脫殼法 423
12.3.5 系統定制脫殼法 424
12.4 代碼抽取型殼 425
12.4.1 內存重組脫殼法 425
12.4.2 Hook脫殼法 427
12.4.3 系統定制脫殼法 427
12.5 代碼混淆殼 429
12.5.1 LLVM基礎 430
12.5.2 編寫Pass 434
12.5.3 Obfuscator-LLVM 440
12.5.4 代碼混淆殼的脫殼 443
12.6 本章小結 451
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