APK自我保护 - DEX/APK/证书校验

转载自: http://gnaixx.cc/2016/04/19/android-protect-dex_apk_cert_check/

0x00 DEX校验

classes.dex 是 Android 虚拟机的可执行文件，我们所写的 java 代码其实都在这里面，所有很多对应用程序的篡改都是针对 classes.dex 文件的。
可以找一个 APK 解压就可以看到 classes.dex 文件。APK 其实就是一个压缩包，通过将后缀名改为 zip 就可以直接解压，或者用 unzip 命令。

编写代码

代码比较简单，这里是通过建计算好的 crc 保存在 string.xml 文件里，当然我们事先可以随便拿一个值代替，等开发完成后替换掉。
校验代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

/** * 校验Dex CRC值 */ private void verifyDex(){ //获取String.xml中的value Long dexCrc = Long.parseLong( this.getString(R.string.crc_value)); String apkPath = this.getPackageCodePath(); try { ZipFile zipFile = new ZipFile(apkPath); ZipEntry dexEntry = zipFile.getEntry( "classes.dex"); //计算classes.dex的 crc long dexEntryCrc = dexEntry.getCrc(); Log.d( "DEX", dexEntryCrc + ""); //对比 if(dexCrc == dexEntryCrc){ Log.d( "DEX", "dex hasn't been modified"); } else{ Log.d( "DEX", "dex has been modified"); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }

计算 CRC 值

这一步必须在应用开发完成的时候去计算，如果改动了代码就必须重新计算。

利用 unzip 解压

解压命令：

unzip -d output app-debug.apk  

output 文件夹：

1 2 3 4 5 6 7 8 9

total 2200 drwxr-xr-x 8 xiangqing staff 272B 4 20 22: 18 . drwxr-xr-x 6 xiangqing staff 204B 4 20 22: 18 .. -rw-r--r-- 1 xiangqing staff 3.1K 9 15 2015 AndroidManifest.xml drwxr-xr-x 7 xiangqing staff 238B 4 20 22: 18 META-INF -rw-r--r-- 1 xiangqing staff 1.1M 9 15 2015 classes.dex drwxr-xr-x 3 xiangqing staff 102B 4 20 22: 18 org drwxr-xr-x 10 xiangqing staff 340B 4 20 22: 18 res -rw-r--r-- 1 xiangqing staff 4.4K 9 15 2015 resources.arsc

利用 crc32 命令获取 crc 值

mac系统自带 crc32 命令:

crc32 classes.dex

这里生成的 crc 值是16进制数我们可以转换成十进制。

保存到 string.xml 文件

因为 string.xml 文件是资源文件不会影响到 classes.dex 所以修改是没有关系的。

0x01 APK校验

与 DEX 校验不同 APK 检验必须把把计算好的 Hash 值放在网络服务端，因为对 APK 的任何改动都会影响到最后的 Hash 值。
校验代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

/** * 校验APK MD5值 */ private void verifyApk(){ //获取data/app/****/base.apk 路径 String apkPath = getPackageResourcePath(); Log.d( "APK", apkPath); MessageDigest msgDigest; try { //获取apk并计算MD5值 msgDigest = MessageDigest.getInstance( "MD5"); byte[] bytes = new byte[ 4096]; int count; FileInputStream fis; fis = new FileInputStream( new File(apkPath)); while((count = fis.read(bytes)) > 0){ msgDigest.update(bytes, 0, count); } //计算出MD5值 BigInteger bInt = new BigInteger( 1, msgDigest.digest()); String md5 = bInt.toString( 16); fis.close(); Log.d( "APK", md5); /** * 获取服务端的 MD5值进行对比 */ } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }

计算 MD5 值

这一步必须在应用开发完成并且打包 release 版本的时候进行计算。
mac 系统为例：

md5 release.apk

0x02 证书校验

每个APK都会经过开发者独有的证书进行签名，如果破解者对APK进行二次打包一般会用自己的签名证书打包。这时候我们就可以通过校验签名证书的MD5值进行校验。
校验代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

/** * 获取签名证书 */ public void verifySignature() { String packageName = this.getPackageName(); PackageManager pm = this.getPackageManager(); PackageInfo pi; String md5 = ""; try { pi = pm.getPackageInfo(packageName, PackageManager.GET_SIGNATURES); Signature[] s = pi.signatures; //计算出MD5值 MessageDigest msgDigest = MessageDigest.getInstance( "MD5"); msgDigest.reset(); msgDigest.update(s[ 0].toByteArray()); BigInteger bInt = new BigInteger( 1, msgDigest.digest()); md5 = bInt.toString( 16); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } Log.d( "Sign", md5); /** * 获取服务端的 签名证书对比 */ }

获取签名证书 MD5

在release前我们可以获取证书的MD5值具体操作为：
解压apk
unzip -d output release.apk
解压后文件为

1 2 3 4 5 6 7

ll total 5224 -rw-r--r-- 1 xiangqing staff 2.0K 6 5 11:42 AndroidManifest.xml drwxr-xr-x 5 xiangqing staff 170B 6 5 11:56 META-INF -rw-r--r-- 1 xiangqing staff 2.4M 6 5 11:42 classes.dex drwxr-xr-x 22 xiangqing staff 748B 6 5 11:56 res -rw-r--r-- 1 xiangqing staff 173K 6 5 11:28 resources.arsc

其中文件夹META-INF中的CERT.RSA文件就是签名文件，通过keytool工具就可以看到其中的MD5 等属性

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

→ keytool -printcert -file CERT.RSA 所有者: CN=Android Debug, O=Android, C=US 发布者: CN=Android Debug, O=Android, C=US 序列号: 44bff7c9 有效期开始日期: Wed Feb 18 21:01:26 CST 2015, 截止日期: Fri Feb 10 21:01:26 CST 2045 证书指纹: MD5: 05:F1:5D:AF:1D:EA:56:A8:1B:96:F9:37:06:04:FA:A1 SHA1: 4E:13:A8:8F:89:B1:92:89:10:9D:24:F4:9A:B5:E2:C1:22:CD:84:B4 SHA256: BA:4E:CF:72:93:F3:AA:1B:A5:31:6E:67:6D:AE:E7:A6:84:41:BC:7C:B3:29:7B:45:56:48:36:DF:CE:58:30:2B 签名算法名称: SHA256withRSA 版本: 3 扩展: #1: ObjectId: 2.5.29.14 Criticality=false SubjectKeyIdentifier [ KeyIdentifier [ 0000: 25 CF E3 1E 4F 04 22 BA AA D8 41 6F BC 07 2D 5D %...O."...Ao..-] 0010: CB EE E3 84 .... ] ]

0x03总结

当然上述的保护方式容易被暴力破解, 完整性检查最终还是通过返回 true/false 来控制 后续代码逻辑的走向,如果攻击者直接修改代码逻辑,完整性检查始终返回 true,那这种方 法就无效了,所以类似文件完整性校验需要配合一些其他方法,或者有其他更为巧妙的方式 实现?