【Android 安全】DEX 加密 ( Application 替换 | Android 应用启动原理 | LoadedApk 源码分析 )

dex 解密时 , 需要将 代理 Application 替换为 真实 Application ; 替换 Application 首先要理解系统如何注册应用的 Application 的 ;

一、LoadedApk 源码分析

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参考源码 : 6.0.1_r16/xref/frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java

上一篇博客讲到 加载 Application 最终调用到的是 android.app.LoadedApk 中的 makeApplication 方法 ;

启用应用时 , Zygote 进程孵化器 fork 出应用进程之后 , 会调用 ActivityThread 的 main 函数 ,

• 1 1 1 个应用对应 1 1 1 个 ActivityThread
• 1 1 1 个应用对应 1 1 1 个 LoadedApk ;

LoadedApk 是 apk 安装文件在内存中的数据 , 可以在 LoadedApk 中得到 apk 文件中的

• 代码
• 资源文件
• Activity , Service 等组件
• Manifest 配置文件

等 所有封装在 apk 文件中的信息 ;

LoadedApk.java 中的 makeApplication 方法的作用就是 创建 Application ;

    public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
            Instrumentation instrumentation) {

LoadedApk 中有一个 mApplication 成员 , private Application mApplication , 该成员就是应用的 Application 对象 ;

如果 mApplication 成员不为空 , 则直接返回该成员 , 该 mApplication 成员表示应用的 Application ;

        if (mApplication != null) {
            return mApplication;
        }

此处说明 , 一个应用中 , 只存在一个 Application , 如果下次调用 LoadedApk 的 makeApplication 方法 , 直接将 LoadedApk 找那个的 mApplication 成员返回即可 ;

获取开发者在 AndroidManifest.xml 中注册的 Application , 通过 mApplicationInfo.className 可以获取到该应用在 AndroidManifest.xml 中注册的 Application 全类名 ;

		// 从 ApplicationInfo 对象中获取在 AndroidManifest.xml 中注册的 Application 全类名
        String appClass = mApplicationInfo.className;

应用跳转 Application , 发送模拟按键 , 都需要使用到 mActivityThread.mInstrumentation , Instrumentation 是一个工具类 , 其可以创建 Activity , 创建 Application , 模拟按键等 ;

            ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
            app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                    cl, appClass, appContext);
            appContext.setOuterContext(app);

Instrumentation.java 类参考源码 : 6.0.1_r16/xref/frameworks/base/core/java/android/app/Instrumentation.java 常用方法 :

• newActivity : 创建 Activity ;
• newApplication : 创建 Application ;
• sendKeyDownUpSync : 模拟按键 ;

二、LoadedApk 源码 makeApplication 方法分析

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public final class LoadedApk {

    private Application mApplication;

    public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
            Instrumentation instrumentation) {
		// 如果 mApplication 成员不为空 , 则直接返回该成员 , 
		// 该 mApplication 成员表示应用的 Application
		// 此处说明 , 一个应用中 , 只存在一个 Application , 
		// 如果下次调用 LoadedApk 的 makeApplication 方法 , 
		// 直接将 LoadedApk 找那个的 mApplication 成员返回即可 ; 
        if (mApplication != null) {
            return mApplication;
        }

		// 声明一个空的 Application 变量 
        Application app = null;

		// 从 ApplicationInfo 对象中获取在 AndroidManifest.xml 中注册的 Application 全类名
        String appClass = mApplicationInfo.className;
        if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
            appClass = "android.app.Application";
        }

        try {
        	// 获取类加载器 
            java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
            // 系统相关应用 , 不会命中该分支 
            if (!mPackageName.equals("android")) {
                initializeJavaContextClassLoader();
            }
            // 创建应用上下文 
            ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
            // 创建 Application , 传入三个参数 : 类加载器 , Application 全类名名称 , 上下文
            app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                    cl, appClass, appContext);
            appContext.setOuterContext(app);
        } catch (Exception e) {
            if (!mActivityThread.mInstrumentation.onException(app, e)) {
                throw new RuntimeException(
                    "Unable to instantiate application " + appClass
                    + ": " + e.toString(), e);
            }
        }
        mActivityThread.mAllApplications.add(app);
        mApplication = app;

        if (instrumentation != null) {
            try {
                instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
            } catch (Exception e) {
                if (!instrumentation.onException(app, e)) {
                    throw new RuntimeException(
                        "Unable to create application " + app.getClass().getName()
                        + ": " + e.toString(), e);
                }
            }
        }

        // Rewrite the R 'constants' for all library apks.
        SparseArray<String> packageIdentifiers = getAssets(mActivityThread)
                .getAssignedPackageIdentifiers();
        final int N = packageIdentifiers.size();
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            final int id = packageIdentifiers.keyAt(i);
            if (id == 0x01 || id == 0x7f) {
                continue;
            }

            rewriteRValues(getClassLoader(), packageIdentifiers.valueAt(i), id);
        }

        return app;
    }
}

参考源码 : 6.0.1_r16/xref/frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java