提到Android应用程序静态分析，就不能不提Flowdroid。该工具是目前使用很广泛的Android应用程序数据流分析工具。它基于强大的Java分析工具Soot开发，提供了许多有用的功能。具体的介绍和使用帮助可以访问开发团队的网站 点这里。

然而有时候我们并不需要使用Flowdroid的全部功能，例如有时候我们只想要一个APK里面的函数调用图。当然我们可以使用androguard(最近好像又更新了)来生成函数调用图，或者用APKTool来反汇编APK，然后再自己编程搜索反汇编后的smali文件来生成函数调用图。但是我认为使用Flowdroid生成的调用图是比较有说服力的。下面直接放代码。

  • 整个工程的目录结构，其中CGGenerator.java用来生成调用图，CGExporter.java里面封装了一些把调用图可视化的函数。除此之外还需要导入4个jar包：gexf4j.jar, AXMLPrinter2.jar, stax2-api-3.1.1.jar, woodstox-core-asl-4.0.6.jar。 

    当然本工程还要导入对Flowdroid原本工程（可以从他们的官方网站上找到下载）的依赖。 

  • CGGenerator.java

package flowdroidcg;import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;import soot.MethodOrMethodContext;
import soot.PackManager;
import soot.Scene;
import soot.SootMethod;
import soot.jimple.infoflow.android.SetupApplication;
import soot.jimple.toolkits.callgraph.CallGraph;
import soot.jimple.toolkits.callgraph.Targets;
import soot.options.Options;public class CGGenerator {//设置android的jar包目录public final static String jarPath = "/home/liu/Android/Sdk/platforms";//设置要分析的APK文件public final static String apk = "/home/liu/app-release.apk";private static Map<String,Boolean> visited = new HashMap<String,Boolean>();private static CGExporter cge = new CGExporter();public static void main(String[] args){SetupApplication app = new SetupApplication(jarPath, apk);try{//计算APK的入口点，这一步导入的文件是Flowdroid进行污点分析的时候需要的，这里直接新建一个空文件即可app.calculateSourcesSinksEntrypoints("/home/liu/temp/sourcesAndSinks.txt");}catch(Exception e){e.printStackTrace();}soot.G.reset();Options.v().set_src_prec(Options.src_prec_apk);Options.v().set_process_dir(Collections.singletonList(apk));Options.v().set_force_android_jar(jarPath + "/android-21/android.jar");Options.v().set_whole_program(true);Options.v().set_allow_phantom_refs(true);Options.v().set_output_format(Options.output_format_none);Options.v().setPhaseOption("cg.spark verbose:true", "on");Scene.v().loadNecessaryClasses();SootMethod entryPoint = app.getEntryPointCreator().createDummyMain();Options.v().set_main_class(entryPoint.getSignature());Scene.v().setEntryPoints(Collections.singletonList(entryPoint));PackManager.v().runPacks();//获取函数调用图CallGraph cg = Scene.v().getCallGraph();//可视化函数调用图visit(cg,entryPoint);//导出函数调用图cge.exportMIG("flowdroidCFG.gexf", "/home/liu/temp");}//可视化函数调用图的函数private static void visit(CallGraph cg,SootMethod m){//在soot中，函数的signature就是由该函数的类名，函数名，参数类型，以及返回值类型组成的字符串String identifier = m.getSignature();//记录是否已经处理过该点visited.put(m.getSignature(), true);//以函数的signature为label在图中添加该节点cge.createNode(m.getSignature());//获取调用该函数的函数Iterator<MethodOrMethodContext> ptargets = new Targets(cg.edgesInto(m));if(ptargets != null){while(ptargets.hasNext()){SootMethod p = (SootMethod) ptargets.next();if(p == null){System.out.println("p is null");}if(!visited.containsKey(p.getSignature())){visit(cg,p);}}}//获取该函数调用的函数Iterator<MethodOrMethodContext> ctargets = new Targets(cg.edgesOutOf(m));if(ctargets != null){while(ctargets.hasNext()){SootMethod c = (SootMethod) ctargets.next();if(c == null){System.out.println("c is null");}//将被调用的函数加入图中cge.createNode(c.getSignature());//添加一条指向该被调函数的边cge.linkNodeByID(identifier, c.getSignature());if(!visited.containsKey(c.getSignature())){//递归visit(cg,c);}}}}
}
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  • CGExporter
package flowdroidcg;import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.EdgeType;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.Gexf;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.Graph;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.Mode;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.Node;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.data.Attribute;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.data.AttributeClass;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.data.AttributeList;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.data.AttributeType;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.impl.GexfImpl;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.impl.StaxGraphWriter;
import it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.impl.data.AttributeListImpl;import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;
import java.util.List;public class CGExporter {private Gexf gexf;private Graph graph;private Attribute codeArray;private AttributeList attrList;public CGExporter() {this.gexf = new GexfImpl();this.graph = this.gexf.getGraph();this.gexf.getMetadata().setCreator("liu3237").setDescription("App method invoke graph");this.gexf.setVisualization(true);this.graph.setDefaultEdgeType(EdgeType.DIRECTED).setMode(Mode.STATIC);this.attrList = new AttributeListImpl(AttributeClass.NODE);this.graph.getAttributeLists().add(attrList);//可以给每个节点设置一些属性，这里设置的属性名是 codeArray，实际上后面没用到this.codeArray = this.attrList.createAttribute("0", AttributeType.STRING,"codeArray");}public void exportMIG(String graphName, String storeDir) {String outPath = storeDir + "/" + graphName + ".gexf";StaxGraphWriter graphWriter = new StaxGraphWriter();File f = new File(outPath);Writer out;try {out = new FileWriter(f, false);graphWriter.writeToStream(this.gexf, out, "UTF-8");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public Node getNodeByID(String Id) {List<Node> nodes = this.graph.getNodes();Node nodeFinded = null;for (Node node : nodes) {String nodeID = node.getId();if (nodeID.equals(Id)) {nodeFinded = node;break;}}return nodeFinded;}public void linkNodeByID(String sourceID, String targetID) {Node sourceNode = this.getNodeByID(sourceID);Node targetNode = this.getNodeByID(targetID);if (sourceNode.equals(targetNode)) {return;}if (!sourceNode.hasEdgeTo(targetID)) {String edgeID = sourceID + "-->" + targetID;sourceNode.connectTo(edgeID, "", EdgeType.DIRECTED, targetNode);}}public void createNode(String m) {String id = m;String codes = "";if (getNodeByID(id) != null) {return;}Node node = this.graph.createNode(id);node.setLabel(id).getAttributeValues().addValue(this.codeArray, codes);node.setSize(20);}
}
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  • 生成的可视化的函数调用图 
    最后生成的调用图被保存成了gexf格式，这个格式在网络分析里面用的比较多。可以用软件Gephi打开生成的调用图。

生成的函数调用图，密密麻麻的全是节点。 

还可以缩放，查看节点label，修改节点颜色等。 

  • 后记 
    FlowDroid比较强大，我自己也没搞太明白…………Soot里面有可以把调用图导出成dot格式的函数，但是节点比较多的时候我的电脑打不开那个dot文件了。可能是本人电脑比较渣吧。其实大部分时候获得了函数调用图就可以在上面进行分析了，没必要把它导出来。导出来只是为了人看着方便。
原文地址： http://blog.csdn.net/liu3237/article/details/48827523

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