[發明專利]一種基于動態加解密的Android應用加固方法

在審

• 申請號: 201710331858.X
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107169324A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 羅森林;尚海;潘麗敏;喻露
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F21/14
• 分類號: G06F21/14;G06F21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種Android應用加固方法，屬于信息安全技術領域。

背景技術

從谷歌2007年推出Android系統至今，Android市場飛速發展，但Android平臺編譯生成的應用APK極易受到攻擊。攻擊者通過反編譯、逆向工程等技術破解Android應用，竊取應用代碼和用戶數據，給應用使用帶來很多不安全因素。因此，針對Android系統的防逆向就非常重要。通過對應用的加固，達到保護應用代碼、反破解、反逆向、反植入等目的，從而保障Android應用的原生性和完整性。

從Android2.3開始，代碼混淆技術開始使用。通過混淆源JAVA代碼或者smali文件等方式。代碼混淆在一定程度上減低了代碼的可讀性，保護了代碼，可以抵抗對應用代碼的靜態分析，但是不能抵抗反編譯或調試攻擊，實際加固效果較差。

軟件加殼技術是Android加固技術中重要的一項。軟件加殼對源程序進行壓縮或者加密。應用程序運行時，首先運行殼程序，對被壓縮或加密的源程序進行解壓縮或解密，還原出源程序并加載至內存執行。隨著對Android應用和脫殼技術的研究，簡單的壓縮或者加密以及很難抵抗外在攻擊，加固比較容易被突破。但過于復雜的加密也會減低程序的運行效率。軟件加殼隱藏了應用程序源代碼，有效地保護了應用程序。但“殼”程序自身也需要保護，防止被攻擊者攻擊。

發明內容

本發明的目的是為了保護Android應用程序，保護應用不被靜態和動態分析，克服現有加固方法的不足，提出一種Android應用加固方法，對應用程序代碼進行加密，對關鍵部分代碼二次加密，實現保護應用代碼與運行安全目的。

本發明的設計原理為：本發明涉及一種Android應用加固方法，屬于信息安全技術領域。本發明包括代碼加密、動態防御、完整性校驗、動態加載四個模塊。加密過程對Android應用程序class.dex加密，對核心代碼二次加密，并對加密后的簽名認證，將加密的結果嵌入資源文件。動態防御過程，檢測調試器和模擬器，檢測到被調試或運行在模擬器中退出應用程序。開啟子進程，子進程和主進程相互ptrace監控，子進程循環檢測調試器和模擬器，被調試則結束進程。完整性檢測模塊，認證簽名信息，防止資源和代碼被篡改。代碼解密模塊提取隱藏在圖片中的加密信息，解密得到中間數據，對其中的核心代碼部分二次解密，將解密后的結果直接加載至內存執行。

本發明的技術方案是通過如下步驟實現的：

步驟1，應用程序加密時，解壓需要保護的Android應用APK文件，獲取代碼文件classes.dex，提取classes.dex中核心的方法代碼，采用對稱加密方法加密核心代碼得到加密數據，將加密數據添加特殊起止標志位后，替換class.dex中關鍵代碼，生成新的dex文件。

步驟2，設定另一密鑰K2，將步驟1中生成的dex文件加密，將加密后的文件嵌入資源文件。

步驟3，對嵌入后的資源文件做簽名，將兩次加密密鑰K1、K2，簽名驗證信息和解密程序、文件提取程序存入到so文件中，重新打包應用程序，簽名生成新的APK文件。

步驟4，動態防御。應用程序運行時，主進程檢測當前系統運行環境是否為模擬器或調試機、當檢測到運行在模擬器和調試機、直接退出程序運行；主進程fork出子進程，主進程和子進程相互ptrace監控；子進程定時檢測調試機和模擬器，檢測到應用正在被調試，子進程退出，主進程監控到子進程已退出時，退出應用程序。

步驟5，完整性檢測。提取so文件中的簽名信息、驗證簽名信息是否正確。

步驟6，動態加載。應用程序運行時，提取資源文件中的加密文件和so庫中的密鑰K1、K2，利用K2對加密文件解密，得到中間代碼，定位到關鍵代碼加密位置，提取關鍵代碼的加密數據，利用K1對關鍵代碼解密，獲取原始class.dex代碼，加載至內存。

有益效果

相比于現有的代碼混淆加固方法，代碼只是增加了代碼看閱讀難度，代碼保護程度較弱，本發明對代碼進行加密，能夠更好的保護代碼。

相比于軟件加殼的加固方法，本發明對普通的代碼一次加密，對關鍵代碼二次加密，有效地保護了代碼，特別是關鍵代碼的保護。同時將加密的結果和密鑰通過水印的方式嵌入圖片，保護了加密結果。

附圖說明

圖1為本發明一種Android應用加固方法原理圖；

圖2為應用加密模塊流程圖；

圖3為動態防御模塊主進程檢測流程圖；

圖4為動態防御模塊子進程檢測流程圖；