【游戏开发进阶】教你使用IL2CppDumper从Unity il2cpp的二进制文件中获取类型、方法、字段等（反编译）
一、前言
点关注不迷路，持续输出Unity干货文章。
嗨，大家好，我是新发。
Unity使用Mono方式打出来的apk，我们可以直接从包内拿到Assembly-CSharp.dll，如果开发者没有对Assembly-CSharp.dll进行加密处理，那么我们可以很方便地使用ILSpy.exe对其进行反编译。
如果使用IL2CPP方式出包，则没有Assembly-CSharp.dll，不过，有一个IL2CppDumper工具，通过它，我们可以逆向得到Assembly-CSharp.dll，下面就教大家如何使用这个IL2CppDumper吧。
二、下载IL2CppDumper
IL2CppDumper是一个开源工具，在GitHub上可以直接下载到。
地址：https://github.com/Perfare/Il2CppDumper
点击右边的Releases下面的版本进行下载即可。
下载后解压，文件如下，可以看到Il2CppDumper.exe。
三、Unity Demo工程
为了进行测试，我们创建个Unity Demo工程，创建两个脚本，如下：
Main.cs脚本：
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class Main : MonoBehaviour
{
enum TEST_ENUM
{
E1,
E2,
E3
}
public int test_int = 0;
protected float test_float = 0.0f;
private string test_string = "hello world";
public int[] test_int_array;
protected List<string> test_string_list;
private TEST_ENUM test_enum;
private Hello hello = new Hello();
private void Awake()
{
Init();
}
private void Init()
{
test_int = 1;
test_float = 2.0f;
test_int_array = new int[3] { 4, 5, 6 };
test_string_list = new List<string>() { "il2cpp", "test" };
test_enum = TEST_ENUM.E2;
}
private void Start()
{
hello.SayHello();
test_string = "Hi, I am linxinfa";
hello.Say(test_string);
StartCoroutine(TestCoroutine());
}
private IEnumerator TestCoroutine()
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
++test_int;
Debug.Log("TestCoroutine, test_int: " + test_int);
yield return new WaitForSeconds(1);
}
}
}
Hello.cs脚本
using UnityEngine;
public class Hello
{
public void SayHello()
{
Debug.Log("Hello, IL2CPP");
}
public void Say(string text)
{
Debug.Log(text);
}
}
四、IL2CPP打包
使用IL2CPP方式，打出apk包。
打出的apk如下。
五、拿到libil2cpp.so与global-metadata.dat
奖test.apk改为test.zip，解压进入目录中，拿到libil2cpp.so与global-metadata.dat。
\lib\armeabi-v7a\libil2cpp.so
\assets\bin\Data\Managed\Metadata\global-metadata.dat
六、执行Il2CppDumper.exe
回到Il2CppDumper.exe所在的目录，创建input目录和output目录。
将libil2cpp.so与global-metadata.dat拷贝到input目录中。
创建一个il2cpp_decompilation.bat文件。
il2cpp_decompilation.bat文件内容如下：
..\Il2CppDumper.exe libil2cpp.so global-metadata.dat ..\output
双击执行il2cpp_decompilation.bat，如下：
进入output目录，可以看到生成了如下文件：
七、查看反编译后的文件
1、dump.cs
这个文件会把C#的dll代码的类、方法、字段列出来。比如我们写的Main.cs和Hello.cs。
// Namespace:
public class Hello // TypeDefIndex: 1414
{
// Methods
// RVA: 0x39CB58 Offset: 0x39CB58 VA: 0x39CB58
public void .ctor() { }
// RVA: 0x39CB60 Offset: 0x39CB60 VA: 0x39CB60
public void SayHello() { }
// RVA: 0x39CBF0 Offset: 0x39CBF0 VA: 0x39CBF0
public void Say(string text) { }
}
// Namespace:
public class Main : MonoBehaviour // TypeDefIndex: 1415
{
// Fields
public int test_int; // 0xC
protected float test_float; // 0x10
private string test_string; // 0x14
public int[] test_int_array; // 0x18
protected List<string> test_string_list; // 0x1C
private Main.TEST_ENUM test_enum; // 0x20
private Hello hello; // 0x24
// Methods
// RVA: 0x39CC78 Offset: 0x39CC78 VA: 0x39CC78
public void .ctor() { }
// RVA: 0x39CD08 Offset: 0x39CD08 VA: 0x39CD08
private void Awake() { }
// RVA: 0x39CD0C Offset: 0x39CD0C VA: 0x39CD0C
private void Init() { }
// RVA: 0x39CE7C Offset: 0x39CE7C VA: 0x39CE7C
private void Start() { }
[DebuggerHiddenAttribute] // RVA: 0x348B00 Offset: 0x348B00 VA: 0x348B00
// RVA: 0x39CF20 Offset: 0x39CF20 VA: 0x39CF20
private IEnumerator TestCoroutine() { }
}
2、il2cpp.h
生成的cpp的头文件，从头文件里我们也可以看到相关的数据结构。
struct Hello_Fields {
};
struct Main_Fields : UnityEngine_MonoBehaviour_Fields {
int32_t test_int;
float test_float;
struct System_String_o* test_string;
struct System_Int32_array* test_int_array;
struct System_Collections_Generic_List_string__o* test_string_list;
int32_t test_enum;
struct Hello_o* hello;
};
3、script.json
以json格式显示类的方法信息：
{
"Address": 3787608,
"Name": "Hello$$.ctor",
"Signature": "void Hello___ctor (Hello_o* __this, const MethodInfo* method);"
},
{
"Address": 3787616,
"Name": "Hello$$SayHello",
"Signature": "void Hello__SayHello (Hello_o* __this, const MethodInfo* method);"
},
{
"Address": 3787760,
"Name": "Hello$$Say",
"Signature": "void Hello__Say (Hello_o* __this, System_String_o* text, const MethodInfo* method);"
},
{
"Address": 3787896,
"Name": "Main$$.ctor",
"Signature": "void Main___ctor (Main_o* __this, const MethodInfo* method);"
},
{
"Address": 3788040,
"Name": "Main$$Awake",
"Signature": "void Main__Awake (Main_o* __this, const MethodInfo* method);"
},
{
"Address": 3788044,
"Name": "Main$$Init",
"Signature": "void Main__Init (Main_o* __this, const MethodInfo* method);"
},
{
"Address": 3788412,
"Name": "Main$$Start",
"Signature": "void Main__Start (Main_o* __this, const MethodInfo* method);"
},
{
"Address": 3788576,
"Name": "Main$$TestCoroutine",
"Signature": "System_Collections_IEnumerator_o* Main__TestCoroutine (Main_o* __this, const MethodInfo* method);"
},
4、stringliteral.json
以json的格式显示所有的字符串信息：
{
"value": "Hello, IL2CPP",
"address": "0x52A0AC"
},
{
"value": "hello world",
"address": "0x52A0B0"
},
{
"value": "il2cpp",
"address": "0x52A0B4"
},
{
"value": "test",
"address": "0x52A0B8"
},
{
"value": "Hi, I am linxinfa",
"address": "0x52A0BC"
},
{
"value": "TestCoroutine, test_int: ",
"address": "0x52A0C0"
},
5、DummyDll/Assembly-CSharp.dll
进入DummyDll目录，可以看到很多dll，其中就有Assembly-CSharp.dll，我们可以使用ILSpy.exe对其进行反编译。
可以看到，与刚刚的dump.cs文件内容是一致的。
八、拓展：使用IDA逆向il2cpp.so，得到函数体内部逻辑
从上面IL2CppDumper我们可以发现，逆向得到的函数体都是空的，看不了内部逻辑。有没有办法可以逆向得到函数体内部逻辑呢？
有，需要借助另一个反编译神器：IDA，全称交互式反汇编器（Interactive Disassembler）。
关于IDA的使用，我之前写过一篇文章：《新发的日常学习——IDA的入门使用，反编译so/dll文件（反编译神器）》，感兴趣的同学可以看看。
IDA下载链接：https://pan.baidu.com/s/1NATDYzomBYiwrwdH6qBjUA
提取码：2dmy
IDA官网：https://www.hex-rays.com/
IDA有32位的和64位两个exe，要根据你反编译的文件运行对应的exe。
Unity使用IL2CPP打包时，选择的CPU架构可以选择ARMv7和ARM64，由于我上面拿的libil2cpp.so是armeabi-v7a的，也就是32位的，所以我运行的32位的IDA。
在IDA中载入libil2cpp.so，耐心等待它的解析。
假设我们要查看Main脚本的Awake方法的函数体，我们从刚刚的dump.cs可以看到对应的函数地址：
// RVA: 0x39CD08 Offset: 0x39CD08 VA: 0x39CD08
private void Awake() { }
地址是：0x39CD08，我们在IDA中按G键，输入地址：0x39CD08，点击OK，
可以看到跳过来是这样的，这里对应的是汇编代码，这个sub_39CD08就是我们的Awake函数。
源代码中，Awake函数中调用了Init函数：
private void Awake()
{
Init();
}
而在dump.cs中我们可以看到Init的函数地址是0x39CD0C:
// RVA: 0x39CD0C Offset: 0x39CD0C VA: 0x39CD0C
private void Init() { }
我们再回过头看IDA，我们就可以对应起来了。
我们可以直接按F5将汇编转成对应的c代码，这个sub_39CD08就是Awake函数，可以看到，这里代码被优化了，Awake函数内部实际上就是Init中的内容，不过看起来也是挺晦涩难懂的，感兴趣的同学可以深入研究研究。
signed int __fastcall sub_39CD08(_DWORD *a1)
{
_DWORD *v1; // r4
int v2; // r5
int v3; // r5
int v4; // r5
int v5; // r0
int v6; // r0
signed int result; // r0
v1 = a1;
if ( !byte_52A52B )
{
sub_39688C(&elf_hash_chain[89]);
byte_52A52B = 1;
}
v1[3] = 1;
v1[4] = 0x40000000;
v2 = dword_524724;
sub_38CFC4(dword_524724);
v3 = il2cpp_array_new_specific_0(v2, 3);
sub_773C4(0, v3, dword_5277E8, 0);
v1[6] = v3;
v4 = sub_3CCA3C(dword_524EF4);
v5 = sub_303278(v4, dword_5262D8);
if ( v4 )
{
sub_304144(v4, dword_52A0B4, dword_5262E0);
}
else
{
((void (__fastcall *)(int))loc_3BF764)(v5);
v6 = sub_304144(0, dword_52A0B4, dword_5262E0);
((void (__fastcall *)(int))loc_3BF764)(v6);
}
sub_304144(v4, dword_52A0B8, dword_5262E0);
result = 1;
v1[7] = v4;
v1[8] = 1;
return result;
}
九、拓展补充：IL2CppDumper原理
il2cpp将游戏 C#代码转换为C++代码，然后编译为各平台Native代码。
虽然游戏逻辑是以Native代码运行, 但依然要实现 C#某些语言特性（如GC、反射)，il2cpp将所有的 C#中的类名、方法名、属性名、字符串等地址信息记录在 global-metadata.dat文件。il2cpp启动时会从这个文件读取所需要的类名、方法名、属性名、字符串等地址信息。
我们可以在Unity安装目录的Editor目录中找到il2cpp虚拟机的源码：vm目录。
在里面的GlobalMetadata.cpp中，就可以看到加载global-metadata.dat文件的逻辑。
注：如果开发者对
global-metadata.dat文件做了加密，那么在GlobalMetadata.cpp中加载global-metadata.dat前需要实现对应的解密逻辑。
IL2CppDumper正是利用global-metadata.dat文件进行逆向的。
global-metadata.dat文件是一个二进制文件，是按照一定的数据结构进行写入的。
我们可以下载个010Editor查看global-metadata.dat文件。
010Editor下载地址：https://www.sweetscape.com/download/010editor/
运行010Editor，将global-metadata.dat文件拖入010Editor中，我们可以看到前四个字节是AF 1B B1 FA。
AF 1B B1 FA是global-metadata.dat文件的标识，如果你去看IL2CppDumper源码，你就会看到这个标识的判断：
注意，
IL2CppDumper是使用C#写的，C#在windows平台上是小端字节序，即数据的高字节保存在内存的高地址中，我们上面使用010Editor看二进制文件的时候，从左到右地址是升高的，所以上面的AF 1B B1 FA对应到C#代码中就是0xFAB11BAF，不要搞反了哦。
我们这样看global-metadata.dat文件是看不出啥东西的，我们需要告诉010Editor如何解析这个global-metadata.dat文件。
这个时候，就需要下载UnityMetadata.bt模板文件了。
UnityMetadata.bt模板文件下载：https://www.sweetscape.com/010editor/repository/files/UnityMetadata.bt
下载完之后，在010Editor中点击菜单Templates / Open Template...，选择刚刚下载的UnityMetadata.bt。
然后点击这个三角形按钮运行模板。
运行成功，可以看到global-metadata.dat解析出数据来了。
不过我们光从global-metadata.dat是看不出具体的字符串的，需要依赖libil2cpp.so进行寻址才行。
我们可以在IL2CppDumper源码中看到执行Dump方法需要传入metadata和il2Cpp。
因为libil2cpp.so是UNIX派系的二进制文件，所以它的前4个字节是7F 45 4C 46，对应到C#小端的十六进制表达就是0x464c457f。
我们可以在Init方法中看到读取libil2cpp.so的逻辑，
再往里走，就是Elf格式文件的解析了，这里就不展开了。执行完Dump即可生成逆向文件了。
感兴趣的同学可以继续深入研究下。
十、结束语
完毕。
喜欢Unity的同学，不要忘记点击关注，如果有什么Unity相关的技术难题，也欢迎留言或私信~
