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一起来学习下腾讯开源的多渠道快速打包技术

2018-04-19 鸿洋 鸿洋
1概述


大家应该都清楚,大家上线app,需要上线各种平台,比如:小米,华为,百度等,我们多数称之为渠道,如果发的渠道多,可能有上百个渠道。


针对每个渠道,我们希望可以获取各个渠道的一些独立的统计信息,比如:下载量等。


那么,如何区分各个渠道呢?


我们需要一个特性的标识符与该渠道对应,这个标识符肯定是要包含在apk中的。那么,我们就要针对每个渠道包去设置一个特定的标识符,然后打一个特定的apk。


这个过程可以手动去完成,每次修改一个字符串,然后手动打包。大家都清楚打包是一个相当耗时的过程,要是打几百个渠道包,这种枯燥重复的任务,当然不是我们所能容忍的。


当然,我们会想到,这样的需求,官方肯定有解决方案。没错,Gradle Plugin为我们提供了一个自动化的方案,我们可以利用占位符,然后在build.gradle中去配置多个渠道信息,这样就可以将枯燥重复的任务自动化了。


这样的方式最大的问题,就是效率问题,每个渠道包,都要执行一遍构建流程。


自动化了,时间依然过长,还是不能忍。


接下来就是寻找高效率的方案了。


因为本文是源码解析,就不饶弯子了~~


目前针对 V1(Android N开始推出了V2),快速的方案,主要有:


  1. 美团Android自动化之旅—生成渠道包

    https://tech.meituan.com/mt-apk-packaging.html

    主要利用修改apk的目录META-INF中添加空文件,由于不需要重新签名,操作非常快。

  2. 利用zip文件中的comment的字段,例如VasDolly

    https://github.com/Tencent/VasDolly/wiki/VasDolly


后面在解析源码时,会详细说明方式2。


自Android N之后,Google建议使用V2来做签名,因为这样更加安全(对整个apk文件进行hash校验,无法修改apk信息),安装速度也更加高效(无需解析校验单个文件,v1需要单个文件校验hash)。


美团对此动作非常快,立马推出了:


  • 新一代开源Android渠道包生成工具Walle

    https://tech.meituan.com/android-apk-v2-signature-scheme.html


其原理是利用v2的方式在做签名时,在apk中插入了一个签名块(安装时校验apk的hash不包含此块),该快中允许插入一些key-value对,于是将签名插在该区域。


当然,腾讯的VasDolly采取的也是相同的方案。


本文,为VasDolly的源码解析,即会详细分析:


  1. 针对v1签名方式,利用zip的comment区域

  2. 针对v2签名方式,利用apk中的签名块中插入key-value


本文不涉及v1,v2具体的签名方式,以及安装时的校验流程,这些内容在:


  • VasDolly实现原理

    https://github.com/Tencent/VasDolly/wiki/VasDolly


一文中,说的非常详细。


本文重点是源码的解析。


2接入VasDolly


接入很简单,而且readme写的非常详细。


但是为了文章的完整性,简单陈述一下。


根目录build.gradle


buildscript {
   dependencies {
       classpath 'com.leon.channel:plugin:1.1.7'
   }
}


app的build.gradle


apply plugin: 'channel'android {
   signingConfigs {
       release {            storeFile file(RELEASE_STORE_FILE)
           storePassword RELEASE_STORE_PASSWORD
           keyAlias RELEASE_KEY_ALIAS
           keyPassword RELEASE_KEY_PASSWORD
           v1SigningEnabled true
           v2SigningEnabled false
       }
   }
   buildTypes {
       release {
           signingConfig signingConfigs.release
           minifyEnabled false
           proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
       }
   }
   channel{        //指定渠道文件
       channelFile = file("/Users/zhanghongyang01/git-repo/learn/VasDollyTest/channel.txt")        //多渠道包的输出目录,默认为new File(project.buildDir,"channel")
       baseOutputDir = new File(project.buildDir,"channel")        //多渠道包的命名规则,默认为:${appName}-${versionName}-${versionCode}-${flavorName}-${buildType}
       apkNameFormat ='${appName}-${versionName}-${versionCode}-${flavorName}-${buildType}'
       //快速模式:生成渠道包时不进行校验(速度可以提升10倍以上)
       isFastMode = true
   }
}
dependencies {
   api 'com.leon.channel:helper:1.1.7'}


首先要apply plugin,然后在android的闭包下写入channel相关信息。

channel中需要制定一个channel.txt文件,其中每行代码一个渠道:


c1
c2
c3


dependencies中的依赖主要是为了获取渠道号的辅助类,毕竟你写入渠道信息的地方这么奇怪,肯定要提供API进行读取渠道号。


注意:我们在signingConfigs的release中配置的是:v1SigningEnabled=true和v2SigningEnabled=false,先看V1方式的快速渠道包。


在Terminal面板执行./gradlew channelRelease执行完成后,即可在app/build/channel/release下看到:


release
   ├── app-1.0-1-c1-release.apk
   ├── app-1.0-1-c2-release.apk
   └── app-1.0-1-c3-release.apk


注意:本文主要用于讲解源码,如果只需接入,尽可能查看github文档。


3V1的渠道读取与写入


首先我们需要知道对于V1的签名,渠道信息写在哪?


这里直接白话说明一下,我们的apk实际上就是普通的zip,在一个zip文件的最后允许写入N个字符的注释,我们关注的zip末尾两个部分:


2字节的的注释长度+N个字节的注释。


那么,我们只要把签名内容作为注释写入,再修改2字节的注释长度即可。


现在需要考虑的是我们怎么知道一个apk有没有写入这个渠道信息呢,需要有一个判断的标准:


这时候,魔数这个概念产生了,我们可以在文件文件末尾写入一个特殊的字符串,当我们读取文件末尾为这个特殊的字符串,即可认为该apk写入了渠道信息。


很多文件类型起始部分都包含特性的魔数用于区分文件类型。


最终的渠道信息为:


渠道字符串+渠道字符串长度+魔数


3.1 读取


有了上面的分析,读取就简单了:


  1. 拿到本地的apk文件

  2. 读取固定字节与预定义魔数做比对

  3. 然后再往前读取两个字节为渠道信息长度

  4. 再根据这个长度往前读取对应字节,即可取出渠道信息。


在看源码之前,我们也可以使用二进制编辑器打开打包好的Apk,看末尾的几个字节,如图:


咱们逆着看:


  1. 首先读取8个字节,对应一个特殊字符串“ltlovezh”

  2. 往前两个字节为02 00,对应渠道信息长度,实际值为2.

  3. 再往前读取2个字节为63 31,对照ASCII表,即可知为c1


这样我们就读取除了渠道信息为:c1。


这么看代码也不复杂,最后看一眼代码吧:

代码中通过ChannelReaderUtil.getChannel获取渠道信息:


public static String getChannel(Context context) {
   if (mChannelCache == null) {
       String channel = getChannelByV2(context);
       if (channel == null) {
           channel = getChannelByV1(context);
       }
       mChannelCache = channel;
   }
   return mChannelCache;
}


我们只看v1,根据调用流程,最终会到:

V1SchemeUtil.readChannel方法:

public static String readChannel(File file) throws Exception {
   RandomAccessFile raf = null;
   try {
       raf = new RandomAccessFile(file, "r");
       long index = raf.length();
       byte[] buffer = new byte[ChannelConstants.V1_MAGIC.length];
       index -= ChannelConstants.V1_MAGIC.length;
       raf.seek(index);
       raf.readFully(buffer);
       // whether magic bytes matched
       if (isV1MagicMatch(buffer)) {
           index -= ChannelConstants.SHORT_LENGTH;
           raf.seek(index);
           // read channel length field
           int length = readShort(raf);
           if (length > 0) {
               index -= length;
               raf.seek(index);
               // read channel bytes
               byte[] bytesComment = new byte[length];
               raf.readFully(bytesComment);
               return new String(bytesComment, ChannelConstants.CONTENT_CHARSET);
           } else {
               throw new Exception("zip channel info not found");
           }
       } else {
           throw new Exception("zip v1 magic not found");
       }
   } finally {
       if (raf != null) {
           raf.close();
       }
   }
}


使用了RandomAccessFile,可以很方便的使用seek指定到具体的字节处。注意第一次seek的目标是length - magic.length,即对应我们的读取魔数,读取到比对是否相同。


如果相同,再往前读取SHORT_LENGTH = 2个字节,读取为short类型,即为渠道信息所占据的字节数。


再往前对去对应的长度,转化为String,即为渠道信息,与我们前面的分析一模一样。


ok,读取始终是简单的。


后面还要看如何写入以及如何自动化。


3.2 写入v1渠道信息


写入渠道信息,先思考下,有个apk,需要写入渠道信息,需要几步:


  1. 找到合适的写入位置

  2. 写入渠道信息、写入长度、写入魔数


好像唯一的难点就是找到合适的位置。

但是找到这个合适的位置,又涉及到zip文件的格式内容了。


大致讲解下:


zip的末尾有一个数据库,这个数据块我们叫做EOCD块,分为4个部分:


  1. 4字节,固定值0x06054b50

  2. 16个字节,不在乎其细节

  3. 2个字节,注释长度

  4. N个字节,注释内容


知道这个规律后,我们就可以通过匹配1中固定值来确定对应区域,然后seek到注释处。


可能99.99%的apk默认是不包含注释内容的,所以直接往前seek 22个字节,读取4个字节做下匹配即可。


但是如果已经包含了注释内容,就比较难办了。很多时候,我们会正向从头开始按协议读取zip文件格式,直至到达目标区域。


不过VasDolly的做法是,从文件末尾seek 22 ~ 文件size - 22,逐一匹配。


我们简单看下代码:


public static void writeChannel(File file, String channel) throws Exception {
   byte[] comment = channel.getBytes(ChannelConstants.CONTENT_CHARSET);
   Pair<ByteBuffer, Long> eocdAndOffsetInFile = getEocd(file);
   if (eocdAndOffsetInFile.getFirst().remaining() == ZipUtils.ZIP_EOCD_REC_MIN_SIZE) {
       System.out.println("file : " + file.getAbsolutePath() + " , has no comment");
       RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
       //1.locate comment length field
       raf.seek(file.length() - ChannelConstants.SHORT_LENGTH);
       //2.write zip comment length (content field length + length field length + magic field length)
       writeShort(comment.length + ChannelConstants.SHORT_LENGTH + ChannelConstants.V1_MAGIC.length, raf);
       //3.write content
       raf.write(comment);
       //4.write content length
       writeShort(comment.length, raf);
       //5. write magic bytes
       raf.write(ChannelConstants.V1_MAGIC);
       raf.close();
   } else {
       System.out.println("file : " + file.getAbsolutePath() + " , has comment");
       if (containV1Magic(file)) {
           try {
               String existChannel = readChannel(file);
               if (existChannel != null){
                   file.delete();
                   throw new ChannelExistException("file : " + file.getAbsolutePath() + " has a channel : " + existChannel + ", only ignore");
               }
           }catch (Exception e){
               e.printStackTrace();
           }
       }
       int existCommentLength = ZipUtils.getUnsignedInt16(eocdAndOffsetInFile.getFirst(), ZipUtils.ZIP_EOCD_REC_MIN_SIZE - ChannelConstants.SHORT_LENGTH);
       int newCommentLength = existCommentLength + comment.length + ChannelConstants.SHORT_LENGTH + ChannelConstants.V1_MAGIC.length;
       RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
       //1.locate comment length field
       raf.seek(eocdAndOffsetInFile.getSecond() + ZipUtils.ZIP_EOCD_REC_MIN_SIZE - ChannelConstants.SHORT_LENGTH);
       //2.write zip comment length (existCommentLength + content field length + length field length + magic field length)
       writeShort(newCommentLength, raf);
       //3.locate where channel should begin
       raf.seek(eocdAndOffsetInFile.getSecond() + ZipUtils.ZIP_EOCD_REC_MIN_SIZE + existCommentLength);
       //4.write content
       raf.write(comment);
       //5.write content length
       writeShort(comment.length, raf);
       //6.write magic bytes
       raf.write(ChannelConstants.V1_MAGIC);
       raf.close();
   }
}


getEocd(file)的的返回值是Pair<ByteBuffer, Long>,多数情况下first为EOCD块起始位置到结束后的内容;second为EOCD块起始位置。


if为apk本身无comment的情况,这种方式属于大多数情况,从文件末尾,移动2字节,该2字节为注释长度,然后组装注释内容,重新计算注释长度,重新写入注释长度,再写入注释内容,最后写入MAGIC魔数。


else即为本身存在comment的情况,首先读取原有注释长度,然后根据渠道等信息计算出先的注释长度,写入。


3.3 gradle自动化


最后我们看下,是如何做到输入./gradle channelRelease就实现所有渠道包的生成呢。

这里主要就是解析gradle plugin了,如果你还没有自定义过plugin,非常值得参考。

代码主要在VasDolly/plugin这个module.


入口代码为ApkChannelPackagePlugin的apply方法。


主要代码:

project.afterEvaluate {
   project.android.applicationVariants.all { variant ->
       def variantOutput = variant.outputs.first();
       def dirName = variant.dirName;
       def variantName = variant.name.capitalize();
       Task channelTask = project.task("channel${variantName}", type: ApkChannelPackageTask) {
           mVariant = variant;
           mChannelExtension = mChannelConfigurationExtension;
           mOutputDir = new File(mChannelConfigurationExtension.baseOutputDir, dirName)
           mChannelList = mChanneInfolList
           dependsOn variant.assemble
       }
   }
}


为每个variantName添加了一个task,并且依赖于variant.assemble。

也就是说,当我们执行./gradlew channelRelease时,会先执行assemble,然后对产物apk做后续操作。


重点看这个Task,ApkChannelPackageTask。


执行代码为:


@TaskAction
public void channel() {
   //1.check all params
   checkParameter();
   //2.check signingConfig , determine channel package mode
   checkSigningConfig()
   //3.generate channel apk
   generateChannelApk();
}


注释也比较清晰,首先channelFile、baseOutputDir等相关参数。接下来校验signingConfig中v2SigningEnabled与v1SigningEnabled,确定使用V1还是V2 mode,我们上文中将v2SigningEnabled设置为了false,所以这里为V1_MODE。


最后就是生成渠道apk了:

void generateV1ChannelApk() {
    // 省略了一些代码
   mChannelList.each { channel ->
       String apkChannelName = getChannelApkName(channel)
       println "generateV1ChannelApk , channel = ${channel} , apkChannelName = ${apkChannelName}"
       File destFile = new File(mOutputDir, apkChannelName)
       copyTo(mBaseApk, destFile)
       V1SchemeUtil.writeChannel(destFile, channel)
       if (!mChannelExtension.isFastMode){
           //1. verify channel info
           if (V1SchemeUtil.verifyChannel(destFile, channel)) {
               println("generateV1ChannelApk , ${destFile} add channel success")
           } else {
               throw new GradleException("generateV1ChannelApk , ${destFile} add channel failure")
           }
           //2. verify v1 signature
           if (VerifyApk.verifyV1Signature(destFile)) {
               println "generateV1ChannelApk , after add channel , apk ${destFile} v1 verify success"
           } else {
               throw new GradleException("generateV1ChannelApk , after add channel , apk ${destFile} v1 verify failure")
           }
       }
   }
   println("------ ${project.name}:${name} generate v1 channel apk , end ------")
}


很简单,遍历channelList,然后调用V1SchemeUtil.writeChannel,该方法即我们上文解析过的方法。


如果fastMode设置为false,还会读取出渠道再做一次强校验;以及会通过apksig做对签名进行校验。


ok,到这里我们就完全剖析了基于V1的快速签名的全过程。


接下来我们看基于v2的快速签名方案。


4基于V2的快速签名方案


关于V2签名的产生原因,原理以及安装时的校验过程可以参考 VasDolly实现原理

https://github.com/Tencent/VasDolly/wiki/VasDolly%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E5%8E%9F%E7%90%86


我这里就抛开细节,尽可能让大家能明白整个过程,v2签名的原理可以简单理解为:


  1. 我们的apk其实是个zip,我们可以理解为3块:块1+块2+块3

  2. 签名让我们的apk变成了4部分:块1+签名块+块2+块3


在这个签名块的某个区域,允许我们写一些key-value对,我们就将渠道信息写在这个地方。


这里有一个问题,v2不是说是对整个apk进行校验吗?为什么还能够让我们在apk中插入这样的信息呢?


因为在校验过程中,对于签名块是不校验的(细节上由于我们插入了签名块,某些偏移量会变化,但是在校验前,Android系统会先重置偏移量),而我们的渠道信息刚好写在这个签名块中。


好了,细节一会看代码。


4.1 读取渠道信息


写入渠道信息,根据我们上述的分析,流程应该大致如下:


  1. 找到签名块

  2. 找到签名块中的key-value的地方

  3. 读取出所有的key-value,找到我们特定的key对应的渠道信息


这里我们不按照整个代码流程走了,太长了,一会看几段关键代码。


4.1.1 如何找到签名块


我们的apk现在格式是这样的:


块1+签名块+块2+块3


其中块3称之为EOCD,现在必须要展示下其内部的数据结构了:


图片来自:https://github.com/Tencent/VasDolly


在V1的相关代码中,我们已经可以定位到EOCD的位置了,然后往下16个字节即可拿到Offset of start of central directory即为块2开始的位置,也为签名块末尾的位置。


我们先看一段代码,定位到 块2 的开始位置。

# V2SchemeUtil
public static ByteBuffer getApkSigningBlock(File channelFile) throws ApkSignatureSchemeV2Verifier.SignatureNotFoundException, IOException {
   RandomAccessFile apk = new RandomAccessFile(channelFile, "r");
   //1.find the EOCD
   Pair<ByteBuffer, Long> eocdAndOffsetInFile = ApkSignatureSchemeV2Verifier.getEocd(apk);
   ByteBuffer eocd = eocdAndOffsetInFile.getFirst();
   long eocdOffset = eocdAndOffsetInFile.getSecond();
   if (ZipUtils.isZip64EndOfCentralDirectoryLocatorPresent(apk, eocdOffset)) {
       throw new ApkSignatureSchemeV2Verifier.SignatureNotFoundException("ZIP64 APK not supported");
   }
   //2.find the APK Signing Block. The block immediately precedes the Central Directory.
   long centralDirOffset = ApkSignatureSchemeV2Verifier.getCentralDirOffset(eocd, eocdOffset);//通过eocd找到中央目录的偏移量
   //3. find the apk V2 signature block
   Pair<ByteBuffer, Long> apkSignatureBlock =
           ApkSignatureSchemeV2Verifier.findApkSigningBlock(apk, centralDirOffset);//找到V2签名块的内容和偏移量
   return apkSignatureBlock.getFirst();
}


首先发现EOCD块,这个前面我们已经分析了。


然后寻找到签名块的位置,上面我们已经分析了只要往下移动16字节即可到达签名块末尾 ,那么看下ApkSignatureSchemeV2Verifier.getCentralDirOffset代码,最终调用:


public static long getZipEocdCentralDirectoryOffset(ByteBuffer zipEndOfCentralDirectory) {
   assertByteOrderLittleEndian(zipEndOfCentralDirectory);
   return getUnsignedInt32(
           zipEndOfCentralDirectory,
           zipEndOfCentralDirectory.position() + 16);
}


到这里我们已经可以到达签名块末尾了。

我们继续看findApkSigningBlock找到V2签名块的内容和偏移量:

public static Pair<ByteBuffer, Long> findApkSigningBlock(
       RandomAccessFile apk, long centralDirOffset)
       throws IOException, SignatureNotFoundException {
   ByteBuffer footer = ByteBuffer.allocate(24);
   footer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
   apk.seek(centralDirOffset - footer.capacity());
   apk.readFully(footer.array(), footer.arrayOffset(), footer.capacity());
   if ((footer.getLong(8) != APK_SIG_BLOCK_MAGIC_LO)
           || (footer.getLong(16) != APK_SIG_BLOCK_MAGIC_HI)) {
       throw new SignatureNotFoundException(
               "No APK Signing Block before ZIP Central Directory");
   }
   // Read and compare size fields
   long apkSigBlockSizeInFooter = footer.getLong(0);
   int totalSize = (int) (apkSigBlockSizeInFooter + 8);
   long apkSigBlockOffset = centralDirOffset - totalSize;
   ByteBuffer apkSigBlock = ByteBuffer.allocate(totalSize);
   apkSigBlock.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
   apk.seek(apkSigBlockOffset);
   apk.readFully(apkSigBlock.array(), apkSigBlock.arrayOffset(), apkSigBlock.capacity());
   return Pair.create(apkSigBlock, apkSigBlockOffset);
}


这里我们需要介绍下签名块相关信息了:



图片来自:https://github.com/Tencent/VasDolly

中间的不包含此8字节,值得是该ID-VALUE的size值不包含此8字节。


首先往前读取24个字节,即读取了签名块大小64bits+魔数128bits;然后会魔数信息与实际的魔数对比。


接下来读取8个字节为apkSigBlockSizeInFooter,即签名块大小。

然后+8加上上图顶部的8个字节。

最后将整个签名块读取到ByteBuffer中返回。


此时我们已经有了签名块的所有数据了。


接下来我们要读取这个签名块中所有的key-value对!

# V2SchemeUtil
public static Map<Integer, ByteBuffer> getAllIdValue(ByteBuffer apkSchemeBlock) {
   ApkSignatureSchemeV2Verifier.checkByteOrderLittleEndian(apkSchemeBlock);
   ByteBuffer pairs = ApkSignatureSchemeV2Verifier.sliceFromTo(apkSchemeBlock, 8, apkSchemeBlock.capacity() - 24);
   Map<Integer, ByteBuffer> idValues = new LinkedHashMap<Integer, ByteBuffer>(); // keep order
   int entryCount = 0;
   while (pairs.hasRemaining()) {
       entryCount++;
       long lenLong = pairs.getLong();
       int len = (int) lenLong;
       int nextEntryPos = pairs.position() + len;
       int id = pairs.getInt();
       idValues.put(id, ApkSignatureSchemeV2Verifier.getByteBuffer(pairs, len - 4));//4 is length of id
       if (id == ApkSignatureSchemeV2Verifier.APK_SIGNATURE_SCHEME_V2_BLOCK_ID) {
           System.out.println("find V2 signature block Id : " + ApkSignatureSchemeV2Verifier.APK_SIGNATURE_SCHEME_V2_BLOCK_ID);
       }
       pairs.position(nextEntryPos);
   }
   return idValues;
}


首先读取8到capacity() - 24中的内容,即所有的id-value集合。

然后进入while循环,读取一个个key-value存入idValues,我们看下循环体内:


  1. pairs.getLong,读取8个字节,即此id-value块的size

  2. 然后pairs.getInt,读取4个字节,即可得到id

  3. size - 4 中包含的内容即为value


如此循环,得到所有的idValues。

有了所有的idValues,然后根据特定的id,即可获取我们的渠道信息了。

即:


# ChannelReader
public static String getChannel(File channelFile) {
   System.out.println("try to read channel info from apk : " + channelFile.getAbsolutePath());
   return IdValueReader.getStringValueById(channelFile, ChannelConstants.CHANNEL_BLOCK_ID);
}


这样我们就走通了读取的逻辑。


我替大家总结下:


  1. 根据zip的格式,先定位到EOCD的开始位置

  2. 然后根据EOCD中的内容定位到签名块末尾

  3. 然后根据签名块中的数据格式,逐一读取出id-values

  4. 我们的渠道信息与一个特点的id映射,读取出即可


4.2 写入渠道信息


先思考下,现在要正视的是,目前到我们这里已经是v2签名打出的包了。那么我们应该找到签名块中的id-values部分,把我们的渠道信息插入进去。

大致的方式可以为:


  1. 读取出块1,签名块,块2,EOCD

  2. 在签名块中插入渠道信息

  3. 回写块1,签名块,块2,EOCD


4.2.1 读取出相关信息


# V2SchemeUtil
public static ApkSectionInfo getApkSectionInfo(File baseApk) {
   RandomAccessFile apk = new RandomAccessFile(baseApk, "r");
   //1.find the EOCD and offset
   Pair<ByteBuffer, Long> eocdAndOffsetInFile = ApkSignatureSchemeV2Verifier.getEocd(apk);
   ByteBuffer eocd = eocdAndOffsetInFile.getFirst();
   long eocdOffset = eocdAndOffsetInFile.getSecond();
   //2.find the APK Signing Block. The block immediately precedes the Central Directory.
   long centralDirOffset = ApkSignatureSchemeV2Verifier.getCentralDirOffset(eocd, eocdOffset);//通过eocd找到中央目录的偏移量
   Pair<ByteBuffer, Long> apkSchemeV2Block =
           ApkSignatureSchemeV2Verifier.findApkSigningBlock(apk, centralDirOffset);//找到V2签名块的内容和偏移量
   //3.find the centralDir
   Pair<ByteBuffer, Long> centralDir = findCentralDir(apk, centralDirOffset, (int) (eocdOffset - centralDirOffset));
   //4.find the contentEntry
   Pair<ByteBuffer, Long> contentEntry = findContentEntry(apk, (int) apkSchemeV2Block.getSecond().longValue());
   ApkSectionInfo apkSectionInfo = new ApkSectionInfo();
   apkSectionInfo.mContentEntry = contentEntry;
   apkSectionInfo.mSchemeV2Block = apkSchemeV2Block;
   apkSectionInfo.mCentralDir = centralDir;
   apkSectionInfo.mEocd = eocdAndOffsetInFile;
   System.out.println("baseApk : " + baseApk.getAbsolutePath() + " , ApkSectionInfo = " + apkSectionInfo);
   return apkSectionInfo;
}


  1. 首先读取出EOCD,这个代码见过多次了。

  2. 然后根据EOCD读取到中间目录的偏移量(块2)。

  3. 将中间目录完整的内容读取出来,

  4. 读取出块1


全部都存储到apkSectionInfo中。

目前我们将整个apk按区域读取出来了。


4.2.2 签名块中插入渠道信息

# ChannelWriter
public static void addChannel(ApkSectionInfo apkSectionInfo, File destApk, String channel)  {
   byte[] buffer = channel.getBytes(ChannelConstants.CONTENT_CHARSET);
   ByteBuffer channelByteBuffer = ByteBuffer.wrap(buffer);
   //apk中所有字节都是小端模式
   channelByteBuffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
   IdValueWriter.addIdValue(apkSectionInfo, destApk, ChannelConstants.CHANNEL_BLOCK_ID, channelByteBuffer);
}


将渠道字符串与特定的渠道id准备好,调用addIdValue


# IdValueWriter
public static void addIdValue(ApkSectionInfo apkSectionInfo, File destApk, int id, ByteBuffer valueBuffer)  {
   Map<Integer, ByteBuffer> idValueMap = new LinkedHashMap<>();
   idValueMap.put(id, valueBuffer);
   addIdValueByteBufferMap(apkSectionInfo, destApk, idValueMap);
}


继续:

public static void addIdValueByteBufferMap(ApkSectionInfo apkSectionInfo, File destApk, Map<Integer, ByteBuffer> idValueMap) {
   Map<Integer, ByteBuffer> existentIdValueMap = V2SchemeUtil.getAllIdValue(apkSectionInfo.mSchemeV2Block.getFirst());
   existentIdValueMap.putAll(idValueMap);
   ByteBuffer newApkSigningBlock = V2SchemeUtil.generateApkSigningBlock(existentIdValueMap);
   ByteBuffer contentEntry = apkSectionInfo.mContentEntry.getFirst();
   ByteBuffer centralDir = apkSectionInfo.mCentralDir.getFirst();
   ByteBuffer eocd = apkSectionInfo.mEocd.getFirst();
   long centralDirOffset = apkSectionInfo.mCentralDir.getSecond();
   //update the offset of centralDir
   centralDirOffset += (newApkSigningBlock.remaining() - apkSectionInfo.mSchemeV2Block.getFirst().remaining());
   ZipUtils.setZipEocdCentralDirectoryOffset(eocd, centralDirOffset);//修改了apkSectionInfo中eocd的原始数据
   RandomAccessFile fIn = new RandomAccessFile(destApk, "rw");
   long apkLength = contentEntry.remaining() + newApkSigningBlock.remaining() + centralDir.remaining() + eocd.remaining();
   fIn.seek(0l);
   //1. write real content Entry block
   fIn.write(contentEntry.array(), contentEntry.arrayOffset() + contentEntry.position(), contentEntry.remaining());
   //2. write new apk v2 scheme block
   fIn.write(newApkSigningBlock.array(), newApkSigningBlock.arrayOffset() + newApkSigningBlock.position(), newApkSigningBlock.remaining());
   //3. write central dir block
   fIn.write(centralDir.array(), centralDir.arrayOffset() + centralDir.position(), centralDir.remaining());
   //4. write eocd block
   fIn.write(eocd.array(), eocd.arrayOffset() + eocd.position(), eocd.remaining());
   fIn.setLength(apkLength);
   System.out.println("addIdValueByteBufferMap , after add channel , new apk is " + destApk.getAbsolutePath() + " , length = " + apkLength);
}


首先读取出原本的id-values,代码我们前面已经分析过,与我们要添加的id-value放到一个map中。


然后调用V2SchemeUtil.generateApkSigningBlock重新生成一个新的签名块,这里不看了,其实就是根据上图的字节描述,很容易生成。


再根据新的签名块,和之前的中间目录偏移量,计算出新的偏移量,调整EOCD中的相关值。


最后,通过RandomAccessFile重新写入:


  1. 块1

  2. 新的签名块

  3. 中间目录块

  4. EOCD块


完工!


关于V2的gradle部分与V1部分基本一致,不再赘述。


最后,对于文中的块1+签名块+块2+块3,主要是为了方便理解,大家可以再去了解下zip文件格式,对应到专业的术语上去。


参考


  • https://github.com/Tencent/VasDolly

  • https://source.android.com/security/apksigning/v2

  • VasDolly实现原理

  • 安卓再爆重大安全漏洞 黑客可以任意篡改App



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