安卓代码跟踪方式学习笔记

一、代码跟踪的介绍&使用工具

代码跟踪常用于调试程序中，跟踪并了解程序的执行轨迹和执行逻辑。这样来说，对Java这样的高级语言来说，我们容易理解也容易调试。但是像一些低级语言，例如ASM、Smali来说难度就很大了，因为反汇编这样的语言，我们需要一次性记住很多乱七八糟的关键词才能成功，因而代码跟踪的技术就诞生了，并且在一些大程序中的运用更为广泛，同时也是现在逆向一些大而复杂的Android -app极为重要的一种手段。
相信很多人都玩过PC端，对OD的动态调试也应该特别熟悉。OD很强大，其中的F2（断点），F8（单步走）使得调试程序事半功倍，我相信用过得没有说不好的吧。而Android-app与PC software的性质是不同的。在Android-app里是把Apk文件Dump成字节码，分析，修改，再重新编译。有一个很大的不同点就是Android-app但是正是由于开源，使得Dump出来的字节码是“死”的，这是Java的一个特性。幸运的是，Apktool很好的解决了这个问题，它的出现使得Android-app的调试得到了转机，受益的是大家。
既然不能进行完全的调试，想到的办法是用系统的log函数来呈现程序运行到关键时候的关键信息来达到相应的效果。比如说，你想知道程序运行到某个时候某个变量里装的是什么，就可以用log的方式显示。
获取Android程序的log信息一共有几种方式。最好的选择当时是用DDMS,因为它和Android SDK是一伙的！它可以显示很多系统的log信息以及一些其他的乱七八糟的信息。同时，可以设置过滤器来进行标签过滤、log等级（error，warning，info，debug，verbose）过滤、进程过滤，也能结束进程。相当强大。如图：

二、跟踪方法

1.Logging大法
因为Apps没有控制台所以它们只能通过Android 的API中的log函数来进行输出。
关于android/util/Log的介绍如下：
Log extends Object
一共有5个方法：Log.v() Log.d() Log.i() Log.w() and Log.e()，它们分别对应：
int  ASSERT  Priority constant for the println method.
int  DEBUG  Priority constant for the println method; use Log.d.
int  ERROR  Priority constant for the println method; use Log.e.
int  INFO  Priority constant for the println method; use Log.i.
int  VERBOSE  Priority constant for the println method; use Log.v.
int  WARN  Priority constant for the println method; use Log.w
Log.d一般来说是用的最多的。（本来log.v是最多的，但是log.v并不参加编译）
写一个测试类来分析Java代码如下：

代码:

public class Log {public Log() {}public static void Log(String msg){Log(msg, "Log");}public static void Log(Object XX){Log("Log", XX.toString());}public static void Log(Object XX, String tag){Log(tag, XX.toString());}public static void Log(String tag, String msg){Log.d(tag, msg);}public static void ToastLog(Context contx, String msg, int duration){Toast.makeText(contx, msg, duration).show();}
}

反汇编成Smali代码如下：

代码:

# direct methods
.method public constructor <init>()V.registers 1.prologue.line 8invoke-direct {p0}, Ljava/lang/Object;-><init>()Vreturn-void
.end method.method public static Log(Ljava/lang/Object;)V.registers 3.parameter "XX".prologue.line 17const-string v0, "Log"invoke-virtual {p0}, Ljava/lang/Object;->toString()Ljava/lang/String;move-result-object v1invoke-static {v0, v1}, Lcom/Ericky/Log;->Log(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V.line 18return-void
.end method.method public static Log(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V.registers 3.parameter "XX".parameter "tag".prologue.line 22invoke-virtual {p0}, Ljava/lang/Object;->toString()Ljava/lang/String;move-result-object v0invoke-static {p1, v0}, Lcom/Ericky/Log;->Log(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V.line 23return-void
.end method.method public static Log(Ljava/lang/String;)V.registers 2.parameter "msg".prologue.line 12const-string v0, "Log"invoke-static {v0, p0}, Lcom/Ericky/Log;->Log(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V.line 13return-void
.end method.method public static Log(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V.registers 2.parameter "tag".parameter "msg".prologue.line 28invoke-static {p0, p1}, Landroid/util/Log;->d(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I.line 29return-void
.end method.method public static ToastLog(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;)V.registers 3.parameter "contx".parameter "msg".prologue.line 33const/4 v0, 0x5invoke-static {p0, p1, v0}, Lcom/Ericky/Log;->ToastLog(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;I)V.line 34return-void
.end method.method public static ToastLog(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;I)V.registers 4.parameter "contx".parameter "msg".parameter "duration".prologue.line 40invoke-virtual {p0}, Landroid/content/Context;->getApplicationContext()Landroid/content/Context;.line 41invoke-static {p0, p1, p2}, Landroid/widget/Toast;->makeText(Landroid/content/Context;Ljava/lang/CharSequence;I)Landroid/widget/Toast;move-result-object v0invoke-virtual {v0}, Landroid/widget/Toast;->show()V.line 42return-void
.end method

取出第一个方法：

代码:

.method public static Log(Ljava/lang/Object;)V.registers 3
.parameter "XX".prologue.line 17const-string v0, "Log"invoke-virtual {p0}, Ljava/lang/Object;->toString()Ljava/lang/String;move-result-object v1invoke-static {v0, v1}, Lcom/Ericky/Log;->Log(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V.line 18return-void
.end method

在这个方法里的第一个参数就是标签，在DDMS中是可以过滤的。因此，可以利用这个特点插入我们要加的信息，从而轻松的定位到关键的地方。在实际操作的过程中，可以打开android API的文档，对着看。通常的做法是用Log.d，还要用到toString（）这个API，同时需要2个变量，一个变量存放你的标签以及另一个存放你的对象。值得注意的是，即使你根本不用这个2个变量，也需要将.locals和.registers的数量增加。修改完了之后记得检查好代码，至少我们自己能读懂它。
还有一点需要我们注意，当你改完之后最好在根目录下运行，否则记得还要改class的路径。不然的话有可能出现ClassDefNotFound错误，程序强制退出。下面是修改的代码：
const-string v0, "Ericky tag"
const-string v1, "important log message"
invoke-static {v0, v1}, Lcom/Ericky/Log;->Log(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
这是一个简单的例子，但是有的时候我们是需要显示更多的字符串，那我们应该怎么办呢？需要用到一个StringBuilder类。StringBuilder类的用法在我之前的一篇文章中已经有用到了，很容易理解。 http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=194955
2.栈跟踪法

有时候破解的时候，我们会找一些关键的注册字符串，例如“Register、failed、limit、pro”等等，但是很多程序其实在刚启动的时候就检测完了用户的合法性，所以可能造成定位不准确。一些混淆过的程序一般都是这样的。这时候我们就可以用栈跟踪法了，可以查看堆栈，能看到它所调用的方法，查看堆栈代码：
invoke-static {}, Ljava/lang/Thread;->dumpStack()V
它的标签为：System.err 实际效果：

代码:

java.lang.Throwable: stack dumpat java.lang.Thread.dumpStack(Thread.java:612)at com.lohan.testbed.SomeClass.superFun(SomeClass.java:113)at com.lohan.testbed.Main.onCreate(Main.java:48)at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1047)at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2627)at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:2679)at android.app.ActivityThread.access$2300(ActivityThread.java:125)at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:2033)at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)at android.os.Looper.loop(Looper.java:123)at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:4627)at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:521)at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:868)at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:626)at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)

从第三行可以知道dumpStack实际上是在SomeClass类中的superFun（）函数里。然后superFun（）函数又是在onCreate（）函数里。以此类推。不过值得一提的是，如果app被混淆了，并且debugging 信息被删除了或者是被重命名了，会出现“Unknown source”，但是还是可以判断的。
3.线程和处理器
很多时候app用了大量线程之间的通信导致了栈跟踪法变得不是那么有效了，这个时候如果你还是打印出堆栈的信息的话，只会追溯到最后的那个线程的消息处理器，而原始的那个线程就被隐藏了。当然可以通过手工来追溯，方法是根据代码中的一些函数类似于sendMessage（）等等。这里有个更简单的方式：

代码:

// 在handleMessage() 中的smali代码
invoke-static {v0}, Lsample/thread/messaging/ThreadMessaging;->access$0(Lsample/thread/messaging/ThreadMessaging;)Landroid/os/Handler;
move-result-object v2
invoke-virtual {v2}, Landroid/os/Handler;->obtainMessage()Landroid/os/Message;
move-result-object v1
//假设v2是你的处理器
invoke-virtual {v2}, Landroid/os/Handler;->getLooper()Landroid/os/Looper;
move-result-object v2
invoke-virtual {v2}, Landroid/os/Looper;->getThread()Ljava/lang/Thread;
move-result-object v2
invoke-virtual {v2}, Ljava/lang/Thread;->getName()Ljava/lang/String;
move-result-object v2

但是2个线程如果同时在运行，这个方法就不好使了，原因就留给大家去思考了。
4.“遗留下的宝藏”

这个方法虽然说跟运气脱不了干系，但在实际的运用中还是比较广泛的。因为程序员是人，是人就会有疏忽。在编写程序的时候，程序员会用很多的log来调试他自己写的程序是否正确，因此就给逆向人员留下了一笔宝贵的财富。当然，很有可能有一个Boolean类型调试变量来控制是否输出log信息，类似下面：

代码:

public class MyClass {private Context myContext;private boolean DebugMode;public MyClass(Context c){myContext = c;DebugMode = false;}public void someMethod(){SharedPreferences settings = PreferenceManager.getDefaultSharedPreferences(myContext);if ( DebugMode )Log.d("someMethod", "running someMethod now!");SharedPreferences.Editor editor = settings.edit();try {editor.putString("mobileID", getMobileID());}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}    editor.commit();}
}

那我们只需要找到DebugMode的位置，把它置成“1”即可。
5.SmaliDebugging（APKtools）
如果log信息都被程序员删除了，那怎么办？此时此刻，我们不得不拿出神器Apktools来调试一段一段的smali语句了，根据官方介绍，还可以单步走。是不是很诱人呢？具体可以看：http://code.google.com/p/android-apktool/wiki/SmaliDebugging
6.JDB神器
这是一个很强大的工具，应该是类似GNU或者GDB调试器。打开DDMS获取端口，然后连接调试器。
在Linux下的命令：
jdb -attach localhost:8616
在Windows下的命令：
jdb -connect com.sun.jdi.SocketAttach:hostname=localhost,port=8616
出现这样的文字说明成功了：

代码:

Set uncaught java.lang.Throwable
Set deferred uncaught java.lang.Throwable
Initializing jdb ...

三、总结
当然还有更多更好的方法，希望大牛们继续补充。学习Android已经1个多星期了，菜鸟一枚。很多地方难免有疏漏之处或者错误，欢迎各位童鞋指正，也欢迎多多交流，共同学习进步。
By Ericky

2014.12.4

原文地址： http://www.kanxue.com/bbs/showthread.php?t=195202

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