Android第一代壳demo编写

Android第一代壳Demo编写

前言

这篇文章是对姜维大佬的这篇文章[Android中的Apk的加固(加壳)原理解析和实现]的补充。建议先看一编姜维大佬的这篇文章再看。

姜维大佬写那篇文章的时间距今已久，如果要按照他文章中的思路编写你需要Android4.4以下的环境也就是Dalvik虚拟机的环境。而且我在用Dv虚拟机进行试验时也运行不了。不明原因，现在猜想可能是当时抄的脚本问题。

这里讲一下我在Android5.0及以上环境下实现第一代壳demo过程中遇到的问题以及应对方法。

后面将待加壳APK称为源APK，壳程序称为壳APK，加壳后的APK称为加壳APK。

0x1 DEX的加载问题

首先遇到的是DEX的加载问题。在某个和Android版本升级之后，DexClassLoader的代码发生了改变。已经不可以直接加载Dex文件了。需要将Dex转化为jar或者apk进行加载，否则加载过程中取出来的Dex文件加载进去也没用，文件还会被删除掉。在attachBasecontext中尝试加载MainActivity的时候会报错。

• 解决方法

将代码中的这句

DexClassLoader dcl = new DexClassLoader(apkName,dexPath,libPath,oldCl);

dcl的类型改为DexClassLoader的父类ClassLoader。

并使用dex2jar将源APK的DEX文件转为jar包，再用dx工具转为Android可以加载的jar包。具体命令为

dex2jar 源APK.apk -o target.jar -> 得到普通jar包
dx --dex --output=target.jar target,jar  ->得到Android可加载的jar

拼接时就用得到的jar包代替源APK的Dex拼接。

0x2 资源加载问题

加载完Dex后遇到的就是资源加载的问题。因为姜维大佬的方法是将源APK的DEX拼接到壳APK的DEX后，在运行时在取出来进行加载。那么这个APK运行时的布局等资源是没有被打包过去的，只有代码。当壳APK将DEX取出并动态加载运行到加载布局文件的代码时就会出错。

网上有些文章提供的解决办法是直接将源APK的资源文件复制到壳APK中。但是不同的项目布局文件对应的id是不一样的，需要重新将资源的id编辑过于麻烦。

• 解决方法

将拼接后的DEX文件放回源APK中就不用再自己动手去加载资源了。

0x3 AppCompatActivity问题

解决上面两个问题后加壳APK还是不能运行，报错中有对Android版本的描述如：

Before Android4.1…………balalbala

且报错中有Appcompat的字样

查资料发现这个AppCompatActivity是更换art虚拟机之后才有的。与普通的Activity不同。AppCompat的布局文件会在上方有个标题栏which is Activity所没有的。

• 解决方法

目前只想到将源APK的Activity继承的父类全部改为Activity。毕竟这只是一个小demo，不是重点。以后找到方法再进行改进。

0x4 Dex拼接后Dex头的修复问题

若不修复Dex头，Dex文件是不会被正确识别的。之前拼接Dex所使用的脚本是拿网上的。

这样子并不能修复SHA1字段和CheckSum字段，还会覆盖掉文件大小字段。因为这样子写实际写进去的是得到SHA1对应的ASCII码的十六进制数。得不到正确的Dex文件。

• 解决方法

这个是我修改过的脚本

import binascii
import os
import hashlib
import zlib
import zipfile
import shutil
from xml.dom import minidom

unshellpath = r"D:\CodeAS\shell1\app\build\outputs\apk\debug\app-debug.apk"
srcapkpath = r"D:\CodeAS\srcapk\app\build\outputs\apk\debug\app-debug.apk"

def fixCheckSum(shell):
    shell.seek(0x0C)
    data = shell.read()
    checksum = zlib.adler32(data)
    strchecksum = str(hex(checksum))
    strchecksum = strchecksum.replace("0x", "")
    if not len(strchecksum) % 2 == 0:
        strchecksum = strchecksum.zfill(len(strchecksum)+1)
    shell.seek(0x08)
    shell.write(bytearray.fromhex(strchecksum)[::-1])

def fixSHA1(shell):
    shell.seek(0x20)
    signBytes = shell.read()
    sha1 = hashlib.sha1()
    sha1.update(signBytes)
    sign = sha1.hexdigest()
    b = bytes.fromhex(sign)
    shell.seek(0x0C)
    shell.write(b)

def fixFileSize(shell, num):
    b = bytearray()
    for i in range(4):
        number = int(num % 256)
        b.append(number)
        num = num >> 8
    shell.seek(0x20)
    shell.write(b)

def IntToHex(num):
    b = bytearray()
    for i in range(4):
        number = int(num % 256)
        b.append(number)
        num = num >> 8
    b.reverse()
    return b

def fixXML():
    doc = minidom.parse(srcapkpath.replace('.apk', r'\AndroidManifest.xml'))
    root = doc.documentElement
    app_node = root.getElementsByTagName('application')[0]
    app_name = app_node.getAttribute('android:name')
    app_node.setAttribute('android:name', 'app.simba.shell1.ShellApplication')
    meta = doc.createElement('meta-data')
    meta.setAttribute('android:name', 'ApplicationName')
    meta.setAttribute('android:value', app_name)
    app_node.appendChild(meta)

    doc.writexml(open(srcapkpath.replace(
        '.apk', r'\AndroidManifest.xml'), 'w'), encoding='utf-8')

def main():

    if os.path.exists(unshellpath.replace('.apk','')):
        shutil.rmtree(unshellpath.replace('.apk',''))

    apk = zipfile.ZipFile(unshellpath)
    for n in apk.namelist():
        apk.extract(n,unshellpath.replace('.apk',''))

    for root, dirs, files in os.walk(unshellpath.replace('.apk', '')):
        for f in files:
            if os.path.join(root, f).endswith('.dex'):
                unshelldexpath = os.path.join(root, f)
    print('[*] 成功反编译shellAPK')

    os.system('apktool.bat -f -s d ' + srcapkpath +
              ' -o ' + srcapkpath.replace('.apk', ''))
    srcjarpath = srcapkpath.replace('.apk','.jar')
    os.system('dex2jar.bat -f '+srcapkpath+' -o '+srcjarpath)
    os.system('java -jar dx.jar --dex --output='+srcjarpath+' '+srcjarpath)
    for root, dirs, files in os.walk(srcapkpath.replace('.apk', '')):
        for f in files:
            if os.path.join(root, f).endswith('.dex'):
                os.remove(os.path.join(root, f))
    print('[*] 成功反编译待加壳APK')

    unshelldex = open(unshelldexpath, 'rb+')
    tmpshell = unshelldex.read()
    unshellArray = bytearray(tmpshell)
    unshelldex.close()
    print('[*] 成功读取脱壳DEX文件')

    tmp = open(srcjarpath,'rb+')
    srcjarArray = bytearray(tmp.read())
    tmp.close()

    tmpdex = unshellArray +srcjarArray+IntToHex(len(srcjarArray))

    f = open(srcapkpath.replace('.apk','/classes.dex'),'wb+')
    f.write(tmpdex)
    f.close()

    shell = open(srcapkpath.replace('.apk','/classes.dex'),'rb+')
    fixFileSize(shell, len(tmpdex))
    fixSHA1(shell)
    fixCheckSum(shell)
    shell.close()

    print('[*] DEX文件修复完毕')

    fixXML()
    print('[*] AndroidManifest文件修改完毕')

    outputpath = os.path.dirname(
        srcapkpath)+r'\shell_'+os.path.basename(srcapkpath)
    os.system('apktool.bat  b '+srcapkpath.replace('.apk', '')+' -o ' +
              outputpath)
    print('[*] APK重打包完毕')

    os.system('jarsigner -keystore '+r'D:\CodeAS\mykey.jks'+' -signedjar ' +
              outputpath.replace('.apk', '_signed.apk')+' '+outputpath+' mykey '+'-storepass 123456')

if __name__ == "__main__":
    main()