[發(fā)明專利]基于Dex2C與LLVM的Android應(yīng)用程序保護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910394117.5
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110245467B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯戰(zhàn)勇;何中凱;張宇翔;王薇;龔曉慶;陳曉江;房鼎益
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學
• 主分類號: G06F21/14
• 分類號: G06F21/14
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李婷

1.基于Dex2C與LLVM的Android應(yīng)用程序保護方法，其特征在于，包括以下步驟：

從待保護的應(yīng)用程序安裝包中獲取Dex文件，按照文件格式對其進行逐層解析，得到Dex文件中的每一條匯編指令的能夠恢復到C語言代碼的所有必要信息并存儲于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；確定待保護的方法并將其修改為本地層類型方法然后重寫Dex文件，進行轉(zhuǎn)換前預(yù)處理工作；建立評估模型，將待保護方法運行時的核心調(diào)用時間占比作為評估模型的決策依據(jù)，通過設(shè)置閾值，來判定是否將待保護的方法進行Dex2C轉(zhuǎn)換，從而盡可能避免頻繁的反射調(diào)用和冗余的循環(huán)操作；

如待保護的方法進行Dex2C轉(zhuǎn)換，則將存儲在所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中對應(yīng)于待保護方法的必要信息轉(zhuǎn)換為C語言代碼，轉(zhuǎn)換過程中針對于不同的匯編指令建立不同的轉(zhuǎn)換邏輯，并恢復匯編指令前驅(qū)、后繼之間的連接關(guān)系，同時保證匯編指令類型正確恢復、數(shù)據(jù)傳遞的一致性；將轉(zhuǎn)換后的C代碼作為待保護對象；

如待保護的方法不進行Dex2C轉(zhuǎn)換，則將待保護的應(yīng)用程序安裝包中的So文件里的入口函數(shù)作為待保護對象；

將待保護對象進行編譯的同時虛擬化，生成虛擬化后的二進制So文件，進行重打包、簽名，生成保護后的應(yīng)用程序。

2.如權(quán)利要求1所述的基于Dex2C與LLVM的Android應(yīng)用程序保護方法，其特征在于，所述的匯編指令的能夠恢復到C語言代碼的所有必要信息，包括類中方法、字段的描述以及每條指令的細節(jié)信息；

所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于存放每條匯編指令所涉及的寄存器的個數(shù)及內(nèi)容、所屬類的信息以及參數(shù)信息。

3.如權(quán)利要求1所述的基于Dex2C與LLVM的Android應(yīng)用程序保護方法，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換前預(yù)處理工作，包括在待保護方法的所在類的執(zhí)行類構(gòu)造器中插入?yún)R編指令語句以建立指令間的前驅(qū)后繼關(guān)系。

4.如權(quán)利要求1所述的基于Dex2C與LLVM的Android應(yīng)用程序保護方法，其特征在于，所述的評估模型為：

計算待保護方法的函數(shù)調(diào)用鏈中函數(shù)自身的調(diào)用時間除以待保護方法的自身調(diào)用、子函數(shù)調(diào)用以及相關(guān)系統(tǒng)API的調(diào)用時間總和，將計算值與設(shè)置的閾值比較，如果超過閾值，則將待保護方法加入轉(zhuǎn)換白名單進行Dex2C轉(zhuǎn)換操作，否則將待保護方法加入轉(zhuǎn)換黑名單不進行Dex2C轉(zhuǎn)換操作。

5.如權(quán)利要求1所述的基于Dex2C與LLVM的Android應(yīng)用程序保護方法，其特征在于，所述的針對于不同的匯編指令建立不同的轉(zhuǎn)換邏輯，包括：

根據(jù)不同的匯編指令建立三種轉(zhuǎn)換邏輯：

第一種常規(guī)類型指令，包括數(shù)據(jù)操作指令、返回指令、數(shù)據(jù)定義指令以及數(shù)據(jù)運算指令，這類指令根據(jù)匯編指令的語義信息直接翻譯；

第二種引用類型指令，包括實例操作指令、方法調(diào)用指令以及字段操作指令，這類指令通過JNI函數(shù)反射調(diào)用Java層的方法來實現(xiàn)這些指令所表達的語義；

第三種跳轉(zhuǎn)類型指令，包括跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)指令連接關(guān)系進行作用域的劃分及指令的轉(zhuǎn)換。

6.如權(quán)利要求1所述的基于Dex2C與LLVM的Android應(yīng)用程序保護方法，其特征在于，所述的將待保護對象進行編譯的同時虛擬化，包括：

在LLVM編譯器框架下，對待保護對象進行詞法分析、語法分析，解析構(gòu)建其AST樹，從而生成中間表示IR，中間表示剔除了源代碼與平臺相關(guān)的特性，但保留了其邏輯與語義信息；

虛擬指令解釋器將虛擬指令劃分為三種類型進行具體操作，分別為算數(shù)運算指令、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令以及控制流轉(zhuǎn)移類型指令；

程序調(diào)度器用于模擬CPU的執(zhí)行過程，首先獲取虛擬指令，對虛擬指令解碼后索引到解釋器，將控制權(quán)交由解釋器解釋該指令，之后重奪控制權(quán)并循環(huán)上述過程，直至解釋所有指令；

函數(shù)體替換器在中間表示的基礎(chǔ)上對函數(shù)的函數(shù)體執(zhí)行變形，首先將函數(shù)體刪除并生成函數(shù)的簽名，函數(shù)簽名用來定位該函數(shù)所執(zhí)行的虛擬指令地址，并將該函數(shù)的參數(shù)傳遞給虛擬指令的解釋器以初始化解釋器中相關(guān)虛擬寄存器。