android入门经典教程(从零开始学android编程)-众学网

前言

随着app的广泛应用，使用过程中，难免会遇到些很不友好的功能，比如：游戏充值、间断性弹窗广告、续费解锁下一回等等。

如何将这些功能给XX掉？Android逆向就可以做到，纵向丝滑。

当然这只是安卓逆向的非专业性作用之一，安卓逆向的作用不仅限于此，之所以以此引入，是因为激发学习最大的动力——兴趣，有了兴趣，你们想不学都不行。

网上教程上都这样讲，学习安卓逆向，不可避免的需要掌握一定的java基础、等等这就话虽说没错，但对于零基础的小白，难道要先学这些编程语言再去入手逆向吗？

我的想法是，采用理论实践相结合，边练边学，这样印象才更加深入人心啊

当然此观念是在经过两节框架式知识铺垫的前提下，想了解andorid逆向，没有提前做功课可不行。接下来这篇文章呢，大家就当科普内容，先了解下andnroid系统的运行机制、框架及andorid应用程序的相关知识。

android系统架构

Dalvik虚拟机与ART虚拟机

android应用程序架构

android应用编译流程

android应用反编译流程及工具利用

android逆向概述

android系统架构android系统

安卓（Android）是一种基于Linux内核（不包含GNU组件）的自由及开放源代码的操作系统。主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由美国Google公司和开放手机联盟领导及开发。

android系统架构

左边的就是android系统框架了，右边我加了备注，这样更加明了，我们可以看到，android系统架构共分四层，从下往上分别是：Linux内核层、系统运行库层（程序库 android运行库）、应用程序框架层、应用层。

Llnux内核层：Android系统是基于Linux内核的,它提供了基本的系统功能及与硬件交互的驱动，像图中Display Driver（显示驱动）、Camera Driver（摄像头驱动）、WiFi Driver（WiFi驱动）等，简单了解下就可以。

系统运行库层：像图中内核的上一层就是系统运行库层，它由程序库（绿色部分）和Android运行库（黄色部分）组成。

Librares（程序库）：由C、C 编写，一系列程序库的集合，供Android系统的各个组件使用。其中包括:

Android runtime（Core Librares Dalvik虚拟机）：翻译过来就是Android运行时，Android应用程序时采用Java语言编写，程序在Android运行时中执行，其运行时分为核心库和Dalvik虚拟机两部分。

Dalvik虚拟机（DVM）：

而 Dalvik虚拟机又是什么鬼？

它呢就类似java虚拟机，所有Android应用程序基本是在Dalvik虚拟机环境下运行的。下面会有单独一章给大家介绍。

Core Librares（核心库）：由于DVM也是兼容java语言的，所以Android核心库，它里面都集成了支持JAVA语言的jar包，

application Framework（应用程序框架层）：这一层呢主要是提供一些组件，搭建框架，方便app开发人用再次基础上快速开发开发应用程序。而实际上就是一些AndroidAPI,简单了解下就可以

Dalvik虚拟机与ART虚拟机Dalvik虚拟机

Dalvik是google专门为Android操作系统设计的一个虚拟机,简称DVM。在Android 4.4及以前的版本，所有的Android程序都是在Dalvik虚拟机环境下去运行的。DVM的指令是基于寄存器的，运行的是经过转换的.dex文件（.dex是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统）,Dalvik虚拟机每次应用运行的时候，将代码编译成机器语言执行。

而DVM与JVM的区别:

JVM运行的是Java字节码,DM运行的是 Dalvik字节码。传统java程序经过编译，生成java字节码保存在class文件中，java虚拟机通过解码class文件来运行程序，而 Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码，所有的Dalvik字节码都由java字节码转换而来，并打包到一个dex可执行文件（.dex）,Dalvik虚拟机通过解释DEX文件来执行字节码。

DVM是基于寄存器的虚拟机而JVM执行是基于虚拟栈的虚拟机。寄存器存取速度比栈快的多，dvm可以根据硬件实现最大的优化，比较适合移动设备。以下是同段代码经反编译形成的java字节码与Dalvik字节码对比

java字节码

Dalvik字节码

dvm执行的是.dex格式文件，jvm执行的是.class文件.dex文件，是DVM独有的执行文件格式，体积更小，速度跟快，占用空间更少

运行环境的区别Dalvik 经过优化，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik 应用作为一个独立的Linux 进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。

ART虚拟机

前面说到，当我们使用手机每运行一个程序，Dalvik虚拟机都会产生一个实例，互不影响，这就可能会出现占用资源过多等问题，随着人们日益增长的需求，dalvik无法满足人们对软件运行效率的需要。这是就诞生了ART虚拟机。

在Android4.4及以上版本，应运而生的ART（Android Run Time）虚拟机替代了Dalvik虚拟机，其处理机制根本上的区别是它采用AOT(Ahead of TIme)技术，会在应用程序安装时就转换成机器语言，不再在执行时解释，从而优化了应用运行的速度。在内存管理方面，ART也有比较大的改进，对内存分配和回收都做了算法优化，降低了内存碎片化程度，回收时间也得以缩短。

DVM与ART的区别：虽说ART替换了Dalvik虚拟机，并不意味着，其应用程序开发上也要发生改变，像android应用程序安装包（apk）中，仍然还是可执行的.dex文件。

执行方式：运行效率提高DVM是在每当程序运行时，通过解释器来执行Davlik字节码，进而转化成快速运行的机器码；而ART是在程序安装时将字节码预先编译成机器码，这样运行程序就不用再次编译

预装时间：增加ART安装程序的时间会长一些，但是每次运行程序会快一点；dvm相反

占用存储空间：增加art由于预编译，所以所占的存储空间会大一些

支持64位 CPUDVM是为32位CPU设计的，而ART是支持64位并且兼容32位CPU

Android应用程序架构

安卓应用程序使用JAVA语言编写。安卓的SDK工具负责将你编写的代码，用到的数据和资源文件编译进APK文件中，APK：android package（应用程序安装包）。apk文件包含了一个安卓应用程序的所有内容，并且被安卓设备用来安装应用程序。

而apk实际上就是一个标准的zip格式，修改后缀名，进行解压就可以看到内部结构

而每个文件夹都有各自不同的作用，大家可以了解下

assets文件夹：保存一些额外的资源文件，如游戏的声音文件，字体文件等等，在代码中可以用AssetManager获取assets文件夹的资源。

lib文件夹：存放用C/C 编写的，用NDK编译生成的so文件，供java端调用。

META-INF文件夹：存放apk签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全。在IDE编译生成一个apk包时，会对里面所有的文件做一个校验计算，并把计算结果存放在META-INF文件夹内，apk在安装的时候，系统会按照同样的算法对apk包里面的文件做校验，如果结果与META-INF里面的值不一样，系统就不会安装这个apk，这就保证了apk包里的文件不能被随意替换。比如拿到一个apk包后，如果想要替换里面的一幅图片，一段代码，或一段版权信息，想直接解压缩、替换再重新打包，基本是不可能的。如此一来就给病毒感染和恶意修改增加了难度，有助于保护系统的安全。

res文件夹：存放资源文件，包括icon，xml文件

res/layout/:存放被编译为屏幕布局（或屏幕的一部分）的XML文件

res/values/:存放可以被编译成很多类型的资源文件

array.xml:定义数组

string.xml:定义字符串（string）值

AndroidManifest.xml文件：应用程序配置文件，每个应用都必须定义和包含的，它描述了应用的名字、版本、权限、引用的库文件等信息。

classes.dex文件：传统 Class 文件是由一个 Java 源码文件生成的 .Class 文件，而 Android 是把所有 Class 文件进行合并优化，然后生成一个最终的 class.dex 文件。它包含 APK 的可执行代码，是分析 Android 软件时最常见的目标。由于dex文件很难看懂，可通过apktool反编译得到.smali文件，smali文件是对Dalvik虚拟机字节码的一种解释（也可以说是翻译），并非一种官方标准语言。通过对smali文件的解读可以获取源码的信息。

resources.arsc文件：二进制资源文件，包括字符串等。

smali:smali是将Android字节码用可阅读的字符串形式表现出来的一种语言,可以称之为Android字节码的反汇编语言。利用apktool或者Android Killer，反编classes.dex文件，就可以得到以smali为后缀的文件，这些smali文件就是Dalvik的寄存器语言。

Android应用编译流程

Android应用编译流程按图中的例子就是一个app应用的生成过程。在应用程序上架的时候都需要程序经过编译、签名、生成一个后缀为apk的文件才能发布到应用市场。

下面给大家简单讲解下：

第一步：打包资源文件，生成R.java文件通过利用aapt资源打包工具，将文件目录中的Resource文件（就是工程中res中的文件）、Assets文件、AndroidManifest.xml文件、Android基础类库（Android.jar文件）进行打包，生成R.java

第二步：aidl生成Java文件AIDL是Android Interface Definition Language的简称，是Android跨进程通讯的一种方式。检索工程里所有的aidl文件，并转换为对应的Java文件

第三步：编译Java文件，生成对应的.class文件将R.java、aidl生成的Java文件、Java源文件通过JDK携带的Javac编译生成.class文件

第四步：把.class文件转化成Davik VM支持的.dex文件通过dx工具将.class文件生成为classes.dex

第五步：打包生成未签名的.apk文件利用apkbuilder工具，将resources.arsc、res目录、AndroidManifest.xml、assets目录、dex文件打包成未签名的apk

第六步：对未签名.apk文件进行签名使用apksigner为安装包添加签名信息。

第七步：对签名后的.apk文件进行对齐处理使用zipalign工具对签名包进行内存对齐操作，即优化安装包的结构。

Android应用反编译流程及工具利用

而Android应用反编译流程就是上面所讲的app生成过程的逆过程。Android应用程序的反编译，算是我们入手Android逆向展开实践的第一步。

下面给大家简单讲解下流程：

首先可以看到最左边的目标unsigned apk，即未签名apk。整体可以看出有两条反编译路线。

反编译方式一：图中上面这条路线是通过利用apktool这款工具，可直接对目标apk直接进行反编译，可以看到除apk本身的资源文件，还生成了smali文件，而smali文件里面包含的都是程序执行的核心代码。我们可以通过直接分析.smali文件中的smali代码，进而修改代码，改变其运行逻辑。

https://bitbucket.org/iBotPeaches/apktool/downloads/

利用方式：cmd运行命令

apktool d target.apk

反编译完成后会生成文件夹

反编译方式二：图中下面这条路线是通过修改apk后缀名，对其解压后，将文件夹中的资源文件，通过利用AXMLPrinter2进行分析，进而反编译，而对于解压后的class.dex文件，利用Dex2jar反编译工具对其进行反编译得到jar文件。接着将生成的jar文件直接拖到JD-GUI文件中，可自动生成源码，我们可通过分析其源码，了解其程序的运行逻辑，但我们修改逻辑，最终还是需要在smali文件中进行修改。

利用方式：cmd运行命令

dex2jar.bat classes.dex

目录生成新的jar

而jd-gui反编译工具的使用方法，可直接将jar文件拖到工具中，会自动进行反编译出源码进行查看

以上就是传统的Android反编译流程，若想具体了解过程，可通过上述流程进行自我复现。

而在Android逆向的实际应用中，个人比较推荐Android killer与jadx-gui这两款工具

Android killer：是集Apk反编译、Apk打包、Apk签名，编码互转，ADB通信（应用安装-卸载-运行-设备文件管理）、源码查看等特色功能于一身，支持logcat日志输出，语法高亮，基于关键字（支持单行代码或多行代码段）项目内搜索，可自定义外部工具；吸收融汇多种工具功能与特点，是一款可视化的安卓应用逆向工具。可以说在Android逆向，这款工具可实现上述反编译流程一把梭，这大大节省了操作时间，也提高了我们的效率。