dex文件

Android知識總結(jié)

一、APK 的結(jié)構(gòu)

文件

  • META-INF :簽名文件
  • res:資源文件
  • resources.arsc :資源映射文件
  • assets :資產(chǎn)目錄
  • AndroidManifest.xml:會經(jīng)過 aapt 的編譯的
加固方案
加固總體框架
基礎(chǔ)原理

二、加密方式

??對稱加密: 加密和解密的秘鑰使用的是同一個 例如:DES、3DES、Blowfish、IDEA霉咨、RC4小槐、RC5拇派、RC6 和 AES

??非對稱加密算法: 公開密鑰與私有密鑰是一對,如果用公開密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密凿跳, 只有用對應(yīng)的私有密鑰才能解密件豌;如果用私有密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,那么只有用 對應(yīng)的公開密鑰才能解密控嗜。因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰茧彤,所以這種 算法叫作非對稱加密算法

三、Dex格式解析

??dex文件是Android系統(tǒng)的可執(zhí)行文件疆栏,包含應(yīng)用程序的全部操作指令以及運(yùn)行時數(shù)據(jù)曾掂。
??當(dāng)java程序編譯成class后惫谤,還需要使用dx工具將所有的class文件整合到一個dex文件,目的是其中各個類能夠共享數(shù)據(jù)珠洗,在一定程度上降低了冗余溜歪,同時也是文件結(jié)構(gòu)更加經(jīng)湊,實(shí)驗表明许蓖,dex文件是傳統(tǒng)jar文件大小的50%左右蝴猪。

1、文件布局

??dex 文件可以分為3個模塊膊爪,頭文件自阱、索引區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)米酬。頭文件概況的描述了整個 dex 文件的分布动壤,包括每一個索引區(qū)的大小跟偏移。索引區(qū)表示每個數(shù)據(jù)的標(biāo)識淮逻,索引區(qū)主要是指向數(shù)據(jù)區(qū)的偏移琼懊。

我們可以使用16進(jìn)制查看工具打開一個dex來同步分析。(建議使用010Editor)爬早。

1598320740980

010Editor 中除了數(shù)據(jù)區(qū)(data)沒有顯示出來哼丈,其他區(qū)段都有顯示,另外 link_data 在此處被定為 map_list

magic 魔數(shù):8個字節(jié) = 4個字節(jié)魔數(shù) + 4個字節(jié)文件格式/版本號
checksum :校驗碼
signature :簽名
fileSize :文件大小

APK 打包流程
  • aapt :會把 application Resources 編譯成 R.java 和 Compiled Resources筛严。 Compiled Resources 命名為 .ap_ 文件醉旦。
  • zipalign(resource mode):壓縮時會進(jìn)行 四字節(jié)對齊,優(yōu)點(diǎn):apk 運(yùn)行快桨啃,RAM 內(nèi)存減小车胡。

打包流程

  • 1、資源文件通過 aapt 工具 生產(chǎn) R.java 文件照瘾,xx.aidl 文件通過 aidl 工具生成 java 文件匈棘;
  • 2、把 Java 文件和上面生成的 Java 和通過java 編譯工具并并編譯成 class 文件析命;
  • 3主卫、通過 dx.bat 工具把 class 文件生產(chǎn) dex 文件
  • 4鹃愤、把資源文件(Resources)包和 dex 文件壓縮成 apk 包簇搅;
  • 5、最后包壓縮后的 apk 包經(jīng)過簽名软吐,就成為可以運(yùn)行的 apk 包瘩将。

2、大小端

文件一般使用小端字節(jié)序存儲(Dex文件也不例外),網(wǎng)絡(luò)傳輸一般使用大端字節(jié)序姿现。

  • 大端模式(Big-endian)肠仪,是指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中,而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中 建钥。
  • 小端模式(Little-endian),是指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中虐沥,而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中 。

3、Dex Header解析示例

??整個dex文件以16進(jìn)制打開保礼,前112個字節(jié)為頭文件數(shù)據(jù)须喂。Header描述了 dex 文件信息,和其他各個區(qū)的索引天试。

??此處數(shù)據(jù)槐壳,最開始為 dex_magic 魔數(shù),數(shù)據(jù)為:


uint為4字節(jié)數(shù)據(jù)

  • checksum: 文件校驗碼喜每,使用 alder32 算法校驗文件除去 maigc务唐、checksum 外余下的所有文件區(qū)域,用于檢 查文件錯誤带兜。
  • signature: 使用 SHA-1 算法 hash 除去 magic枫笛、checksum 和 signature 外余下的所有文件區(qū)域, 用于唯一識別本文件 刚照。
  • file_size: dex 文件大小
  • header_size: header 區(qū)域的大小刑巧,固定為 0x70
  • endian_tag: 大小端標(biāo)簽,dex 文件格式為小端无畔,固定值為 0x12345678
  • map_off: map_item 的偏移地址啊楚,該 item 屬于 data 區(qū)里的內(nèi)容,值要大于等于 data_off 的大小浑彰,處于 dex文件的末端恭理。

其他 xx_off , xx_size 成對出現(xiàn)郭变,為對于數(shù)據(jù)的偏移與數(shù)據(jù)個數(shù)蚯斯。對應(yīng)Header數(shù)據(jù)解析代碼為:

//dexFile: new File("dex文件地址")
byte[] rawData = FileUtil.readFile(dexFile);
this.data = ByteBuffer.wrap(rawData); //使用ByteBuffer裝載數(shù)據(jù)
this.data.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN); //設(shè)置為小端模式
//讀取header
header = Header.readFrom(data);
public class Header {
    //固定112個字節(jié)
    public static final int SIZE_OF_HEADER = 112;
    public int stringIdsSize;
    public int stringidsOff;
    public int typeIdsSize;
    public final int typeIdsOff;
    public final int protoIdsSize;
    public final int protoIdsOff;
    public final int fieldIdsSize;
    public final int fieldIdsOff;
    public final int methodIdsSize;
    public final int methodIdsOff;
    public final int classDefsSize;
    public final int classDefsOff;
    public final int dataSize;
    public final int dataOff;
    public int mapOff;
    public int fileSize;
    
    public Header(ByteBuffer data) {
        byte[] magic = BufferUtil.readBytes(data, 8); //魔數(shù):文件格式、版本
        int checksum = data.getInt(); //校驗碼
        byte[] signature = BufferUtil.readBytes(data, 20); //簽名
        fileSize = data.getInt();
        int headerSize = data.getInt(); //一定是112
        int endianTag = data.getInt(); //一定是 0x12345678
        int linkSize = data.getInt();
        int linkOff = data.getInt();
//mapList部分偏移
        mapOff = data.getInt();
        stringIdsSize = data.getInt();
        stringidsOff = data.getInt();
        typeIdsSize = data.getInt();
        typeIdsOff = data.getInt();
        protoIdsSize = data.getInt();
        protoIdsOff = data.getInt();
        fieldIdsSize = data.getInt();
        fieldIdsOff = data.getInt();
        methodIdsSize = data.getInt();
        methodIdsOff = data.getInt();
        classDefsSize = data.getInt();
        classDefsOff = data.getInt();
        dataSize = data.getInt();
        dataOff = data.getInt();
    }
    public static Header readFrom(ByteBuffer in) {
//拷貝一份ByteBuffer
        ByteBuffer sectionData = in.duplicate();
        sectionData.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);//小端序
        sectionData.position(0);
//可操作數(shù)據(jù)長度為 112字節(jié)
        sectionData.limit(SIZE_OF_HEADER);
        return new Header(sectionData);
    }
}

在解析完 Header 之后饵较,就能夠獲得接下來數(shù)據(jù)的偏移與長度拍嵌,按照對應(yīng)的值定位位置解析。

4循诉、StringIds

string_ids 區(qū)段描述了 dex 文件中所有的字符串横辆。記錄的數(shù)據(jù)只有一個偏移量,偏移量指向了 數(shù)據(jù)區(qū)Data中 的一個字符串:stringids
根據(jù) Header 解析結(jié)果得知茄猫,StringIds中有15個數(shù)據(jù)狈蚤。

//dex對應(yīng)的ByteBuffer困肩、stringids個數(shù)與stringids數(shù)據(jù)區(qū)域偏移
string_ids = StringIdItem.readFrom(data, header.stringIdsSize, header.stringidsOff);
    
public static Map<Integer, StringIdItem> readFrom(ByteBuffer in, int size, int off) throws UTFDataFormatException {
        ByteBuffer sectionData = in.duplicate();
        sectionData.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
        sectionData.position(off); //偏移此處為stringids
        Map<Integer, StringIdItem> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            //字符串?dāng)?shù)據(jù)內(nèi)容偏移
            int string_data_off = sectionData.getInt();
            int position = sectionData.position();
            //定位到數(shù)據(jù)內(nèi)容對應(yīng)偏移
            sectionData.position(string_data_off);
            //解析字符串?dāng)?shù)據(jù) : 下面說明
            int utf16_size = BufferUtil.readUnsignedLeb128(sectionData);
            String data = BufferUtil.readMutf8(sectionData, utf16_size);
            sectionData.position(position);
            StringIdItem stringItem = new StringIdItem(string_data_off, utf16_size, data);
            map.put(i, stringItem);
        }
        return map;
}

四、增量更新

??自從 Android 4.1 開始脆侮, Google Play 引入了應(yīng)用程序的增量更新功能锌畸,App使用該升級方式,可節(jié)省約2/3的流量【副埽現(xiàn)在國內(nèi)主流的應(yīng)用市場也都支持應(yīng)用的增量更新潭枣。
??增量更新的關(guān)鍵在于增量一詞。平時我們的開發(fā)過程幻捏,往往都是今天在昨天的基礎(chǔ)上修改一些代碼盆犁,app的更新也是類似的:往往都是在舊版本的app上進(jìn)行修改。這樣看來篡九,增量更新就是原有app的基礎(chǔ)上只更新發(fā)生變化的地方谐岁,其余保持原樣。
??與之前每次更新都要下載完整apk包的做法相比榛臼,這樣做的好處顯而易見:每次變化的地方總是比較少伊佃,因此更新包的體積就會小很多。比某APK的體積在60m左右沛善,如果不采用增量更新锭魔,用戶每次更新都需要下載大約60m左右的安裝包,而采用增量更新這種方案之后每次只需要下載2m左右的更新包即可路呜,相比原來做法大大減少了用戶下載等待的時間和流量迷捧,同時也可以因為更新變得更簡單也能夠縮短產(chǎn)品版本覆蓋周期。

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