APK 逆向工程 - 解析 apk 基本信息和方法调用图

导读

在 Android 开发中， 我们很少使用 Android 逆向去分析 apk 文件的， 但是作为一个测试人员，我们要对这个 apk 文件进行一系列的分析，审核，测试。这篇文章讲解如何解析一个 apk 文件，主要从下面几方面介绍：

● 解析前准备环境介绍

● 解析出 apk 的一些基本信息

● 解析出方法调用图

01

解析前环境介绍

使用语言：python

使用的python库：androguard

本章使用的apk文件：自己编写一个apk,apk文件最好不要混淆

我们先对 APK 文件进行一些简单的介绍

我们解压一个 apk 文件，解压后的目录如上图所示

● META-INF目录

信息描述，签名等用途。

● res 目录

工程的资源文件，以主工程为主，其他文件(jar包)会合并到该目录下；但values文件将不会出现在此目录下，因为已经将其编译到resource.arsc文件中；raw文件会保持原有内容不会被编译。

● resources.arsc

编译后的二进制资源文件， 在网上查了说，很多做汉化补丁就是修改这个资源包进行汉化的。

● classes.dex

虚拟机执行的文件

● AndroidManifest.xml

清仓文件

def unzip_file(zip_src, dst_dir):
    print(dst_dir)
    r = zipfile.is_zipfile(zip_src)
    if r:
        fz = zipfile.ZipFile(zip_src, 'r')
        for file in fz.namelist():
        fz.extract(file, dst_dir)
        searchDirFile(dst_dir)
    else:
        print('This is not zip')

02

解析APK的一些基本信息

from androguard.misc import AnalyzeAPK
apk, dex, dx = AnalyzeAPK(filePath)

这三个对象对应的类别是：下面会分别介绍

androguard.core.bytecodes.apk.APK

androguard.core.bytecodes.dvm.DalvikVMFormat

androguard.core.analysis.analysis.Analysis

这个 apk 文件对象，其实就是读取 AndroidManifest.xml 文件, 了解过Android 的程序员应该知道，这个文件中就是清仓文件， 我们申请一些权限，注册 Activity, Service, Broadcast,ContentProvader 都在清仓文件中申请。

特别注意

我们一般在编写代码的时候，有一些注册文件可能只注册了，但是没有实际的实现，我们在编译项目的时候，这些文件注册虽然会报错，但是不影响编译，运行的时候也不会报错，所以apk只是单纯的读取AndroidManifest.xml 文件，并不会验证读取文件的有效性。解决方法我们下面在具体介绍。

permissions = apk.get_permissions() # APK 获取权限信息
activities = apk.get_activities()   # APK 全部的 activity
service = apk.get_services()        # APK 全部的 service
receiver = apk.get_receivers()      # APK 全部的 广播
provider = apk.get_providers()      # APK 全部的 providers
packagename = apk.get_package()     # 获取当前 APK 的名字
appname = apk.get_app_name()        # 获取当前 appName

03

解析出方法调用图

有兴趣可以参考

https://www.jianshu.com/p/c753184ac90c 

我们可以使用 dex 对象， 获取文件中所有类的，所有方法，所有的成员变量和字符串。注意， 这边获取的 dex 对象是一个 list

看起来很完美了，也可以解决我们上面提到的问题。但是和我们最终目标还有有点远，就是获取的方法调用图。我们最后一个 dx 即将登场。

classAnalysis = dx.classes['Lcom/example/songzekun/myapplication/MainActivity;']
    for meth in classAnalysis.get_methods():
        for _, call, _ in meth.get_xref_from():
            print("from -> {} -- {}".format(call.class_name, call.name))
        for _, call, _ in meth.get_xref_to():
            print("to -> {} -- {}".format(call.class_name, call.name))

from 是方法的调用来源， to 是当前方法中执行了那些方法， 我们可以根据这样的关系， 来构建整个应用的类，方法之间的调用图。

当然你还需要对一些 api 的方法进行一些过滤。下面代码是我对一些基本信息的过滤，过滤结束后，就是我们真正实现的方法。

# 我们排除一下
def screenClass(packagename, activities, service, receiver, provider):
    packagename = packagename.replace('.', '/')
    classAnalysis = dx.get_internal_classes()
    className = []
    activityName = []
    serviceName = []
    receiverName = []
    providerName = []
    for item in classAnalysis:
        if packagename in item.name:
           className.append(item.name)
    for item in activities:
        item = changeClass(item)
        if item in className:
            activityName.append(item)
    for server in service:
        item = changeClass(item)
        if server in className:
            serviceName.append(server)
    for rece in receiver:
        item = changeClass(item)
        if rece in className:
            receiverName.append(rece)
    for pro in provider:
        item = changeClass(item)
        if pro in className:
            providerName.append(pro)
    return className, activityName, serviceName, receiverName, providerName

04

总结

到这里，我也介绍完毕，总体说来，就是apk的静态扫描技术，我个人就以这些技术做一些应用场景，欢迎大家留言讨论。

APK 代码结构展示

精准测试用例推荐

APK上架自动检测

根据 APK 文件直接提取代码特征，应用特征，对当前的APK 做分类（比如一些木马病毒的的APK）, 对APK进行风险评估， 也可以作APK错误扫描，崩溃预测，敏感权限申请等等。

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