【技术分享】Android程序反混淆利器——Simplify工具

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发布时间：2017-01-23 17:21:23

问题背景

Android程序代码混淆是Android开发者经常用来防止app被反编译之后迅速被分析的常见手法。在没有混淆的代码中，被反编译的Android程序极其容易被分析与逆向，分析利器JEB就是一个很好的工具。但是加了混淆之后，函数、变量的名称将被毫无意义的字母替代，这将大大提高分析的难度。有的甚至会增加一些冗余代码，比如下面的例子：

public void doBadStuff() {int x;int y;x = Integer.valueOf("5")y = Integer.valueOf("10")x = x * y;x += 5;x /= 3;hackYourPhoneLOL("backdoor");x = y;y = x + 10;y /= 2;
}

该函数的实际意图其实就是执行hackYourPhoneLOL("backdoor");，但是通过代码混淆，增加很多冗余的代码，使得实际分析的时候工作量增加。对于代码混淆，其实一直并没有一个比较好的思路，也没有万能的工具来解混淆，最常见的方式就是用Android gradle proguard 去尝试那些用Android gradle proguard混淆过的代码，但是成功率极其低（比如对于用DexGuard混淆过的代码）。

public void doBadStuff() {hackYourPhoneLOL("backdoor");
}

今天要介绍的工具，就是一个通用的Android程序反混淆工具，虽然在执行效率上不是很高，但是思路清晰，代码风格好，值得深入学习与优化。下图是在使用该工具前后，反编译代码的对比图。

图1：代码解混淆之前

图2：代码解混淆之后

可以发现，在代码解混淆之后，关键函数名称、正则表达式等等字符串都能够解析出来了，这样的反编译结果将非常适合分析人员进一步分析恶意代码的功能。

这是github地址：https://github.com/CalebFenton/simplify

该工具的核心思路，就是自己模拟的Dalvik虚拟机执行的方式，将待反编译的代码执行一遍，获知其功能后，将反编译之后的代码简化成分析人员便于理解的形式。

安装方式

由于该项目包含Android框架的子模块，因此用以下两种方式获取代码：

git clone --recursive https://github.com/CalebFenton/simplify.git
or
git submodule update --init --recursive

接着，使用gradlew编译jar文件，当然前提是系统里面安装过了gradlew

./gradlew fatjar

在成功执行之后，Simplify.jar 应该出现在simplify/build/libs/simplify.jar这里，接着你可以使用以下命令行测试Simplify.jar是否安装成功

java -jar simplify/build/libs/simplify.jar -it 'org/cf' simplify/obfuscated-example

注：安装可能出现的问题

由于该工具还在前期开发阶段，因此作者也提出该工具不是很稳定，因此可以尝试使用下面的方式反复尝试是否成功。

1. 首先，确定分析的smali文件包含不多的method或者classes的时候，可以使用-it命令。

2. 如果因此超过了最大的地址访问长度、函数调用分析深度、最大的方法遍历次数等，可以通过改变参数 –max-address-visits, –max-call-depth, –max-method-visits.来修正。

3. 如果实在不行，就是用-v参数来报告问题吧。

完整的使用命令在github中有，这里不再赘述。

例子分析

这里以github里面的一个引导性的例子为切入，来介绍该工具是如何工作的。在介绍该工具如何工作之前，首先简单介绍一下该项目里面包含的模块。

1. smalivm: 该模块是Dalvik虚拟机的模拟器模块，主要用来模块Dalvik虚拟机的执行。它能够根据输入的smali文件返回所有可能的执行路径以及对应的路径得到的寄存器的值。该模拟器能够在不知道一个函数参数的情况下进一步分析，它的方式就是将函数中存在分支的所有结果模拟执行一遍，在完全执行完毕之后，该工具会返回程序执行的每条路径的寄存器的结果，从而便于simplify模块进一步分析，简化混淆的代码。

2. simplify: 该模块是解混淆的主要模块，主要基于smalivm的分析结果，简化混淆的反编译代码，得到易于理解的反编译代码。

接下来看看例子，该例子是java代码的形式编写的。

1. 首先需要新建一个模拟器，其中，SMALI_PATH是自己配置的待分析的smali文件的路径，在这里就不贴出待分析的样例main.smali文件，太长了,github的地址。

        VirtualMachineFactory vmFactory = new VirtualMachineFactory();vm = vmFactory.build(SMALI_PATH);

2. 接下来，是使用该工具提供的hook函数的功能将某些函数hook掉，由于有些函数会影响模拟器的外部输出结果，比如System.out.println(),因此，需要将这些函数hook，以在保证函数正常运行的情况下，得到smalivm正常输出的结果。

MethodEmulator.addMethod("Ljava/io/PrintStream;->println(Ljava/lang/String;)V", java_io_PrintStream_println.class);

3. 接下来，是执行待分析smali文件的main函数。

  vm.execute("Lorg/cf/demosmali/Main;->main([Ljava/lang/String;)V");

4. 最后，根据不同的函数参数输入类型，选择对应的函数分析方式分析Android程序的功能，此外，除了函数本身参数的类型，分析的方式额外的根据自己的需求选择有参数还是无参数分析，此处的选择可以不用局限于函数本身的参数类型。有参数的方式能够加快分析速度，但是往往很多情况下，我们并不知道参数应该设置成什么值，不恰当的值会导致

 executePrintParameter(42);executeParameterLogicWithUnknownParameter();executeParameterLogicWithKnownParameter(10);

注意，由于在无参数分析的情况下，该工具会穷举所有可能的分支结构，因此需要将前面提到的三个参数的数值设置大一些，分析的时间也将响应的变长。

5. executePrintParameter和executeParameterLogicWithKnownParameter这两个函数应该好理解，就是将输入带入进去分析了。接下分析一下executeParameterLogicWithUnknownParameter这个函数。首先是建立目标函数的签名，该名称直接根据待分析的目标函数的签名而来：

String methodSignature = "Lorg/cf/demosmali/Main;->parameterLogic(I)I";

6. 使用smalivm执行在无参数情况设置下的函数，在这个样例中，smalivm应当输出两个结果，这代表了smalivm执行了两条路径。

ExecutionGraph graph = vm.execute(methodSignature);

7. 获取smalivm分析得到所有的分析路径，不同路径有不同的返回结果，因此能够输出所有的返回结果。getTerminatingRegisterConsensus这个函数可以很方便获得所有返回寄存器的地址，从而得到输出的结果。

HeapItem item = graph.getTerminatingRegisterConsensus(MethodState.ReturnRegister);System.out.println("With no context, returns an unknown integer: " + item);

http://jackzhang.info/2018/08/28/Android-%E5%8F%8D%E6%B7%B7%E6%B7%86%E7%A5%9E%E5%99%A8JEB2%E7%9A%84%E4%BD%BF%E7%94%A8%E7%AE%80%E4%BB%8B/

JEB2工具的基本使用

首先下载jeb2.2.5破解版

下载link：链接：http://pan.baidu.com/s/1bJdWse 密码：ncr3

Jeb支持Windows，Linux，Macos 系统我这里用的Windows系统所以点击jeb_wincon.bat，然后在JEB2中打开需要逆向的apk

双击Bytecode打开smali代码

点击Bytecode/Hierarchy窗口即可查看包名树状图树状图排列: 包名->类名

双击包名下的类名即可查看smali代码

想把smali代码转换成java代码很简单只需右键Q即可

双击方法即可跳转到方法的定义点击方法按x键可以查看方法的调用

双击Manifest即可查看AndroidManifest.xml

以上就是JEB2的基本用法，接下来重点来了

JEB2反混淆脚本

反混淆脚本思路

许多APK开发商为了在崩溃时保存源文件类名、行号等信息会在APK混淆时添加以下规则保留源文件信息.

（注意：若APK没有保留这些源信息时则无法反混淆）

-keepattributes SourceFile,LineNumberTable

这样我们在看Smali时就能在(JEB中称为)字段中看到原始类名信息.如下图所示:

JEB2.2.x是默认不显示这些调试信息的可以根据以下步骤在设置中打开:Edit -> Options -> Engines -> 修改ShowDebugDirectives的值为true

这样我们就可以在JEB2中根据每个类的原始信息进行批量重命名达到反混淆的效果。

脚本下载地址：

https://github.com/S3cuRiTy-Er1C/JebScripts

加载脚本之前先需要在 jeb225/scripts/目录下安装Jypthon环境，具体步骤如下：

Setting up Jython:

Download a stand-alone Jython package from http://www.jython.org/downloads.html We recommend either version 2.5 (fastest) or version 2.7 (latest)

Drop the downloaded ‘jython-standalone-???.jar’ file in the scripts/ sub-directory located in your JEB installation directory

Make sure that the client property ‘.ScriptsFolder’ refers to that directory (it is the case by default; use ‘Edit/Options, Advanced…’ to verify this)

我这边下载的是 jython-standalone-2.5.4-rc1

完成后打开JEB2 -> File -> Scripts -> Run Scripts -> 选择从上面下载的 JEB2DeobscureClass.py脚本

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