Android逆向之修复dex

哆啦安全 2022-05-24

The following article is from luoyesiqiu Author luoyesiqiu

1. 情景

在使用脱壳机对Android App脱壳的时候，我们常常会得到有nop指令填充的函数的dex，nop是No Operation的缩写，意为无操作。

上面是一个函数的smali代码，可以清晰的看到函数被多个nop指令填充，如果这个函数解析成Java代码，则得到一个空的函数：

某些壳在加固的时候会把dex文件中的函数的真正函数体给抽掉，用nop指令来填充，nop指令在这个过程中只用作占位，当函数执行的时候再把真正的代码给还原回去，加固壳用这种方式来保护函数中真正的代码。我们修复的过程就是把函数的真正代码写回dex文件的过程。函数经过修复后：

2. 修复

FART在dump dex的同时，还把dex的CodeItem给dump了下来，这给我们修复dex提供了极大的便利，CodeItem中存着函数中真正代码，CodeItem dump下来后存在.bin文件中。所以我们修复的时候，读取.bin文件，把CodeItem填入Dex文件的相应的位置即可。

我们打开.bin文件，可以看到它由多项形如以下格式的文本组成，每一项代表一个函数

{name:void junit.textui.ResultPrinter.printFailures(junit.framework.TestResult),method_idx:1565,offset:52440,code_item_len:46,ins:BQACAAQAAADpYAIADwAAAG4QpwUEAAwAbhCmBQQACgEbAhYFAABuQBsGAyEOAA==};

我们来看这些数据都是什么：

name 指示函数的全名，包括完整的参数类型和返回值类型
method_idx 是函数在method_ids中的索引
offset 指示函数的insns相对于dex文件的偏移
code_item_len CodeItem的长度
ins base64字符串，解码后是dex结构中的insns，即函数的真正的代码

在dex修复过程中，对我们有用的是offset和ins，可以编写代码将它们从.bin文件中提取出来：

public static List<CodeItem> convertToCodeItems(byte[] bytes){
    String input = new String(bytes);

    List<CodeItem> codeItems = new ArrayList<>();
    Pattern pattern = Pattern.compile("\\{name:(.+?),method_idx:(\\d+),offset:(\\d+),code_item_len:(\\d+),ins:(.+?)\\}");
    Matcher matcher = pattern.matcher(input);
    while(matcher.find()){
        int offset = Integer.parseInt(matcher.group(3));
        String insBase64 = matcher.group(5);
        byte[] ins = Base64.getDecoder().decode(insBase64);
        CodeItem codeItem = new CodeItem(offset,ins);
        codeItems.add(codeItem);
    }

    return codeItems;
}

CodeItem类：

public  class CodeItem{
    public CodeItem(long offset, byte[] byteCode) {
        this.offset = offset;
        this.byteCode = byteCode;
    }

    public long getOffset() {
        return offset;
    }

    public void setOffset(long offset) {
        this.offset = offset;
    }

    public byte[] getByteCode() {
        return byteCode;
    }

    public void setByteCode(byte[] byteCode) {
        this.byteCode = byteCode;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "CodeItem{" +
                "offset=" + offset +
                ", byteCode=" + Arrays.toString(byteCode) +
                '}';
    }

    private long offset;
    private byte[] byteCode;
}

接着将需要的修复dex复制一份，把insns填充到被复制出来的dex的相应位置，即修复过程：

public static void repair(String dexFile, List<CodeItem> codeItems){
    RandomAccessFile randomAccessFile = null;
    String outFile = dexFile.endsWith(".dex") ? dexFile.replaceAll("\\.dex","_repair.dex") : dexFile + "_repair.dex";
    //copy dex
    byte[] dexData = IoUtils.readFile(dexFile);
    IoUtils.writeFile(outFile,dexData);
    try{
        randomAccessFile = new RandomAccessFile(outFile,"rw");
        for(int i = 0 ; i < codeItems.size();i++){
            CodeItem codeItem = codeItems.get(i);
            randomAccessFile.seek(codeItem.getOffset());
            randomAccessFile.write(codeItem.getByteCode());
        }
    }
    catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
    finally {
        IoUtils.close(randomAccessFile);
    }
}