[Android Security] Smali和逆向分析
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1.Smali简介
Smali是Dalvik的寄存器语言,它与Java的关系,简单理解就是汇编之于C。假如你对汇编有足够的驾驭能力,那你可以通过修改汇编代码来改变C/C++代码的走向。当然,学过汇编的都清楚,汇编比BrainFuck还难学,更不用说去反编译修改了。
但是Smali有一点不一样,就是它很简单,只有一点点的语法,只要你会java,了解Android的相关知识,那你完全可以通过修改Smali代码来反向修改java代码,虽然绕了一点,但是在某些情况下你不得不这么做。还好,Smali很简单。
2.apktool
说了这么多,还没有说Smali哪来?没错。Smali代码是安卓APK反编译而来的,所以Smali文件和Java文件一一对应。获取Smali文件,我们需要下载一个辅助工具:ApkTool。apktool这个命令行工具如果详细使用功能参数是比较多的,但是这里我们只需要用到2个最基础的功能:
一个是反编译decode:
apktool d xxx.apk
另一个是打包build:
apktool b
这里要注意的是路径问题,apktool如果没有加入到环境变量中,记得cd到apktool的目录去使用它。另一个是打包,如果只是简单的使用参数b,那要求是要在反编译出来的项目目录下执行,而打包好的文件会保存在这个项目目录下的dist目录。
这是一个HelloWorld的应用程序反编译和打包的目录结构:
![](http://www-fusijie-com.qiniudn.com/smali_Screen%20Shot%202014-09-08%20at%209.42.35%20PM.png)
![](http://www-fusijie-com.qiniudn.com/smali_Screen%20Shot%202014-09-08%20at%209.43.37%20PM.png)
3.Smali语法
(1)数据类型
dalvik字节码有两种类型,原始类型和引用类型。对象和数组是引用类型,其它都是原始类型。
smali数据类型都是用一个字母表示,如果你熟悉Java的数据类型,你会发现表示smali数据类型的字母其实是Java基本数据类型首字母的大写,除boolean类型外,在smail中用大写的”Z”表示boolean类型。
V | void,只能用于返回值类型 |
Z | boolean |
B | byte |
S | short |
C | char |
I | int |
J | long (64 bits) |
F | float |
D | double (64 bits) |
对象以Lpackage/name/ObjectName;的形式表示。前面的L表示这是一个对象类型,package/name/是该对象所在的包,ObjectName是对象的名字,“;”表示对象名称的结束。相当于java中的package.name.ObjectName。
例如:Ljava/lang/String;相当于java.lang.String
数组的表示形式
[I——表示一个整型一维数组,相当于java中的int[]。对于多维数组,只要增加[就行了。[[I相当于int[][],[[[I相当于int[][][]。注意每一维的最多255个。
对象数组的表示
[Ljava/lang/String;表示一个String对象数组。
(2)方法
方法通常必须详细的指定方法类型(?the type that contains the method) 方法名,参数类型,返回类型,所有这些信息都是为虚拟机是能够找到正确的方法并执行。
方法表示形式:Lpackage/name/ObjectName;->MethodName(III)Z
在上面的例子中,Lpackage/name/ObjectName;表示类型,MethodName是方法名。III为参数(在此是3个整型参数),Z是返回类型(bool型)。
方法的参数是一个接一个的,中间没有隔开。
一个更复杂的例子:method(I[[IILjava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
在java中则为:String method(int, int[][], int, String, Object[])
一个比较全面的例子:
.class public interface abstract Lcom/kit/network/CachableImage; .super Ljava/lang/Object; .source "SourceFile" # virtual methods .method public abstract getIsLarge()Z .end method .method public abstract getUrl()Ljava/lang/String; .end method .method public abstract getViewContext()Landroid/content/Context; .end method .method public abstract setBitmap(Landroid/graphics/Bitmap;Z)V .end method .method public abstract setIsLarge(Z)V .end method .method public abstract setUrl(Ljava/lang/String;)V .end method
上面的smali代码还原后的java代码为:
(3)字段
表示形式:Lpackage/name/ObjectName;->FieldName:Ljava/lang/String;即包名,字段名和各字段类型。 eg:
这里仍然以一个默认的HelloWorld的应用程序进行解释吧。新建一个HelloWorld安卓项目,在MainActivity中只保留onCreate函数。代码如下:
package com.fusijie.helloworld; import android.app.Activity; import android.os.Bundle; public class MainActivity extends Activity { @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); } }
反编译后的Smali文件如下:
对比一下,可以比较清楚的看出来,smali代码其实就是对java代码一个翻译,只是没有java看起来那么简单,smali把很多应该复杂的东西还原成复杂的状态了。简单解释下这段代码。
- 前三行指明了类名,父类名,和源文件名。
- 类名以“L”开头相信熟悉Jni的童鞋都比较清楚。
- “#”是smali中的注释。
- “.method”和“.end method”类似于Java中的大括号,包含了方法的实现代码段。
- 方法的括号后面指明了返回类型,这同样类似与Jni的调用。
- “.locals”指明了这个方法用到的寄存器数量,当然寄存器可以重复利用,从“V0”起算。
- “.prologue”指定了代码开始处。
- “.line”表明这是在java源码中的第几行,其实这个值无所谓是多少,可以任意修改,主要用于调试。
- “invoke-direct”这是对方法的调用,可以看到这里调用了是Android.app.Activity的init方法,这在java里是隐式调用的。
- “return-void”表明了返回类型,这和java不一样,即使没有返回值,也需要这样写。
- 接下来是onCreate方法,“.parameter”指明了参数名,但是一般没有用,需要注意的是p0代表的是this,p1开始代表函数参数,静态函数没有this,所以从p0开始就代表参数。
- 在实现里先是调用了父类的方法,然后再调用setContentView,注意这里给了一个传参。整形的传参,这个值是先赋给寄存器v0,然后再调用的使用传递进去的。smali中都是这么使用,所有的值必须通过寄存器来中转。这点和汇编很像。
对比了Java代码和Smali代码,可以很清楚的看到,原本只有几行的代码到了Smali,内容被大大扩充了。Smali还原了Java隐藏的东西,同时显式地指定了很多细节。这还只是个最基本的HelloWorld的onCreate函数,如果有内部类,还会分文件显示。
这样看来,其实Smali只能说复杂,不能说难。如果想全面了解smali语法,这里给出几个链接,算是总结的相对好一点的(其实我都没看到有系统总结的。。。如果你有好的资料,欢迎跟帖分享)
这里顺便提供2个利器:
从上面一个例子对Smali的用途就很清楚了,没错,Smali注入。现在常见的除了测试以外的用途,Smali注入明显是带有黑客性质的,小的如破解游戏,替换游戏广告,大的甚至利用漏洞去破解密码,偷窃个人资料,财产等等。对Smali,安卓逆向分析,安卓系统安全比较清楚的,这些事其实都不算事。