本文主要介绍如何通过native方法调用取出密钥,以替代原本直接写在Java中,或写在gradle脚本中的不安全方式。

为什么要这么做

如果需要在本地存储一个密钥串,典型的方式有

直接写在java source code中

写在gradle脚本中,使用BuildConfig读取

写在gradle.properties中,再到gradle脚本中读取,后面同第二点

使用native方法,读取存放在C/C++中的字段

本质上来讲方式1,2,3没有什么区别。1为硬编码,2可以做到在不同的BuildType使用不同的密钥,3将配置写到脚本之外,方便管理查看。

然而,在项目编译之后,方式1,2,3都会把密钥直接替换到字节码文件中,对于反编译如此方便的Android来说,无疑是将密钥拱手让人。

因此,将密钥放在难以反编译的C/C++代码中,是一个解决的办法。

怎么做

java怎么调用C/C++方法

如果想详细的明白以下步骤,请查阅JNI相关的资料,此处仅列出大概步骤。

在类中声明native方法。

public class A {
public native String nativeMethod();
}

在项目根目录下新建一个名为jni的目录,并在其中新建三个文件,分别为:

Android.mk (名字固定)
Application.mk (名字固定)
Project.cpp (名字随意)
Android.mk
文件的内容如下:
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := project
LOCAL_SRC_FILES := Project.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

除了LOCAL_MODULE和LOCAL_SRC_FILES之外,其它都是固定的。前者是这个库的名称,后者是cpp文件的路径。

Application.mk
文件的内容如下:
APP_ABI := all
意思是生成所有平台的so库。
Project.cpp
#include 
#include 
#include 
#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif
jstring Java_[ClassAPackage]_A_nativeMethod(JNIEnv *env,jobject thiz) {
// 返回密钥
return (env)->NewStringUTF("你的密钥");
}
#ifdef __cplusplus
}
#endif

ClassAPackage为类A在java中的包名全称,并将分隔的.改成_

以上就把native的代码写好了,在第一步下载好的NDK里面,使用解压后目录下的一个叫ndk-build的程序。cd到jni目录下,执行ndk-build,如果执行无误的话,会如下图所示。

ndk-build

执行完上一步之后,会生成一个与jni同级的目录libs,将libs下的文件拷贝到app/src/main/jniLibs目录下。

在类A中,加入以下静态语句块,引入编译好的native库。

static {
System.loadLibrary("project");
}

这里的"project"就是在第4步中的LOCAL_MODULE的值。

到了这一步,就可以拿到native代码中保存的值了。

有啥问题不

肯定有啊。

试想,如果有人将我们的.so包拿到了(把apk解包就能拿到),然后自己声明native方法,load本地库,然后调用native方法,那么我们做的这么多是不是都白费了?是的,白费了。所以我们需要改进。

如何改进

有什么东西,只有你自己知道,并且有的,但是别人不能模仿的?--应用签名。

那么,我们在native代码里面,先验证一下应用的签名是否是我们的,如果是,才返回正确的密钥。

获取签名唯一字符串

将BuildVariants切换到release,也就是使用生产版本的签名文件,然后将下面的代码粘贴至任意一个Activity内,在控制台里,可以获取这个字符串。

public void getSignInfo() {
try {
PackageInfo packageInfo = getPackageManager().getPackageInfo(
getPackageName(), PackageManager.GET_SIGNATURES);
Signature[] signs = packageInfo.signatures;
Signature sign = signs[0];
System.out.println(sign.toCharsString());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
修改native方法的声明,传入Context对象。
public native String nativeMethod(Context context);
修改C++代码,添加验证逻辑。
#include 
#include 
#include 
#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif
static jclass contextClass;
static jclass signatureClass;
static jclass packageNameClass;
static jclass packageInfoClass;
/**
之前生成好的签名字符串
*/
const char* RELEASE_SIGN = "第1步,生成好的字符串";
/*
根据context对象,获取签名字符串
*/
const char* getSignString(JNIEnv *env,jobject contextObject) {
jmethodID getPackageManagerId = (env)->GetMethodID(contextClass, "getPackageManager","()Landroid/content/pm/PackageManager;");
jmethodID getPackageNameId = (env)->GetMethodID(contextClass, "getPackageName","()Ljava/lang/String;");
jmethodID signToStringId = (env)->GetMethodID(signatureClass, "toCharsString","()Ljava/lang/String;");
jmethodID getPackageInfoId = (env)->GetMethodID(packageNameClass, "getPackageInfo","(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;");
jobject packageManagerObject = (env)->CallObjectMethod(contextObject, getPackageManagerId);
jstring packNameString = (jstring)(env)->CallObjectMethod(contextObject, getPackageNameId);
jobject packageInfoObject = (env)->CallObjectMethod(packageManagerObject, getPackageInfoId,packNameString, 64);
jfieldID signaturefieldID =(env)->GetFieldID(packageInfoClass,"signatures", "[Landroid/content/pm/Signature;");
jobjectArray signatureArray = (jobjectArray)(env)->GetObjectField(packageInfoObject, signaturefieldID);
jobject signatureObject = (env)->GetObjectArrayElement(signatureArray,0);
return (env)->GetStringUTFChars((jstring)(env)->CallObjectMethod(signatureObject, signToStringId),0);
}
jstring Java_[ClassAPackage]_A_nativeMethod(JNIEnv *env,jobject thiz,jobject contextObject) {
const char* signStrng = getSignString(env,contextObject);
if(strcmp(signStrng,RELEASE_SIGN)==0)//签名一致 返回合法的 api key,否则返回错误
{
return (env)->NewStringUTF("你的密钥");
}else
{
return (env)->NewStringUTF("error");
}
}
/**
利用OnLoad钩子,初始化需要用到的Class类.
*/
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad (JavaVM* vm,void* reserved){
JNIEnv* env = NULL;
jint result=-1;
if(vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK)
return result;
contextClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/Context"));
signatureClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/pm/Signature"));
packageNameClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/pm/PackageManager"));
packageInfoClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/pm/PackageInfo"));
return JNI_VERSION_1_4;
}
#ifdef __cplusplus
}
#endif

getSignString方法也许看起很复杂,如果熟悉java反射的Api的话,其实很类似,就是拿到方法Id,调用方法。