费力的dex字节码转换器

闲话

三个多月磨磨唧唧，终于拿出了一版稍微有那么点样的开源工具–dedx。

链接https://github.com/penguin-wwy/dedx

dedx是一款将apk的smali字节码转换为jvm字节码的转换器。在此之前，我使用过的dex2class的工具主要有两种。

一种是dex2jar（链接：https://github.com/pxb1988/dex2jar）。
这是一款完成度相当高的开源工具。尤其在Android逆向上基本是人手必备。

另一种是利用soot（链接：https://github.com/Sable/soot）。
这是一款完成度也非常高、学术界较常使用的Java optimization framework。soot通过dexlib2将dex文件解析，编译为jimple（soot生成的一种IR），再将jimple转回jvm class，从而达到dex2class的目的。

dedx的完成度自然是无法和上两个相比。而促使我做这么一个费力不讨好的东西的原因主要有两个：

1、dex2jar和soot都有各自的不足。dex2jar生成的class并是很不严格，不一定能work。而soot本身过于重量级（我只是想得到一个class文件而已），运行过程会产生太多的分析和依赖；

2、闲的。

dedx可能的好处在于，一来dedx使用dx作为dex的解析工具（dx是Google Android build tools中的dex编译器，负责将class文件编译为单个class的dex文件）。从而带来指令集上的同步，后续的更新也会更方便。

二来使用ASM作为jvm的字节码生成，可以生成更高版本的class文件，使用更新的jvm指令。

除此之外，dedx的class文件生成是以完全的严格的class文件为目标。简单来说，目标是生成可以执行的class文件。

使用方式

Build

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git clone https://github.com/penguin-wwy/dedx.git
cd dedx
./gradlew distZip

Command

支持黑白名单设置

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~$ ./dedx -help
usage: command [options] <dexfile>
    --black-classes <[class_name | @file]>   Specify classes which not to
                                             load (default none)
    --classes <[class_name | @file]>         Specify classes which to load
                                             (default all)
 -g,--debug                                  Print debug info
 -h,--help                                   Print help message
    --log <arg>                              Specify log file
 -o,--output <dirname>                       Specify output dirname
    --opt <[fast|normal]>                    Specify optimization level
 -v,--version                                Print version

TestCase

目前dedx自带有少量的测试集（非常少），方便冒烟测试

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gradle -q runTest

使用生成的class文件

调用dedx，会在指定的output位置生成对应的class文件

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dedx -o /path/to/output /project_path/resource/Base.dex

然后可以通过反射调用

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import java.lang.reflect.Method;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;

public class ExampleLoader extends ClassLoader {
    public Class<?> defineClass(String name, byte[] bytes) {
        return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExampleLoader loader = new ExampleLoader();
        try {
            byte[] bytes = Files.readAllBytes(Paths.get("/path/to/Base.class"));
            Class baseClass = loader.defineClass("com.test.Base", bytes);
            Method addInt = baseClass.getMethod("addInt", int.class, int.class);
            assert (Integer) addInt.invoke(null, 1, 1) == 2;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

后续

目前会在log中统计生成的函数的成功数量

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<record>
  <date>2019-12-04T22:54:23</date>
  <millis>1575471263304</millis>
  <sequence>19961</sequence>
  <logger>com.dedx.tools.MainKt</logger>
  <level>INFO</level>
  <class>com.dedx.tools.MainKt</class>
  <method>runMain</method>
  <thread>1</thread>
  <message>All method success/fail: 11826/1512</message>
</record>

测试效果，成功率超过88%。这当中包含了包括Android SDK和一些常用的第三方SDK（如zxing）。

后续计划包含三部分：

  • 修复各种bug；
  • 在生成的JvmInst结构上进行指令优化（类型推断、消除冗余指令）；
  • 将JvmInst进行格式化dump，便于调试使用。

当前稳定tag为0.0.2,。master分支不保证编译和冒烟测试成功。

欢迎感兴趣的童鞋一起参与。