Vdex Extractor：从Vdex文件反编译和提取Android…

Vdex Extractor

一款命令行工具，用于从Vdex文件反编译和提取Android Dex字节码的工具。

编译

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如果要为Android设备进行交叉编译，请安装Android NDK

make.sh使用所需的构建目标调用bash脚本$ ./make.sh- 如果CC未从env定义，则默认使用gcc$ ./make.sh gcc – 用gcc编译$ ./make.sh clang – 用clang编译$ ./make.sh cross-android – 使用NDK交叉编译(armeabi-v7a，arm64-v8a，x86和x86_64)可执行文件复制到bin目录下,对于调试版本使用$ DEBUG=true ./make.sh

依赖关系

主机系统中应安装以下外部库:

zlib

macos：brew install zlib-devel带macports的macOS： port install zlibLinux： apt install libz-dev其他Linux / Unix系统：检查可用的包管理器或从源代码编译使用cygwin的Windows：zlib-devel从cygwin安装程序安装

用法

$ bin/vdexExtractor -h

vdexExtractor ver. 0.5.2

Anestis Bechtsoudis

Copyright 2017 - 2018 by CENSUS S.A. All Rights Reserved.

-i, --input= : 输入目录(递归搜索)或单个文件

-o, --output= : 输出路径(默认与输入相同)

-f, --file-override : 如果文件已经存在允许覆盖(默认:false)

--no-unquicken : 禁用unquicken字节码反编译器 (don't de-odex)

--deps : 转储经过验证的依赖信息

--dis : 启用字节码反汇编器

--ignore-crc-error : 反编译Dex 忽略CRC错误

--new-crc= : 提取Apk或Dex文件位置校验和文本文件

--get-api : 基于Vdex版本获取Android API级别

-v, --debug=LEVEL : 日志级别 默认: '3' (INFO)

-l, --log-file=: 保存反汇编器或验证依赖项输出到日志文件

-h, --help : 帮助信息

字节码Unquickening解码器

Vdex文件包含所有quick_info数据(旧vtable)，用于恢复字节码优化过程中应用的dexto -dex转换。这里是创建一个能够快速恢复优化字节码的独立工具，不需要从AOSP构建整个libart。Vdex完全unquicken功能也作为AOSP oatdump libart工具的一部分实现。可在此处获得。如果你想在Oreo版本中使用oatdump，你可以在这里使用相应的补丁，或者在oatdump ++工具的fork和build(内部和AOSP_SRC_ROOT工作空间)中使用oreo-release分支。谷歌已经发布了提供的补丁以及ART运行时的Android Pie版本。

验证迭代器的依赖关系

当第一次编译(优化)Dex字节码文件时，dex2oat将执行验证依赖项收集器，作为方法学验证者的一部分。验证依赖项收集器类用于记录解析结果和类路径中定义的类/方法/字段的类型可赋值测试。编译驱动程序初始化类并注册正在编译的所有Dex文件。在这个集合之外的Dex文件中定义的类(或者没有关联的Dex文件的合成类)被认为在类路径中。所有记录的依赖关系都存储在生成的Vdex文件中，以及来自OatWriter类的相应Oat文件。vdexExtractor工具集成了一个Vdex依赖项walker函数，该函数能够迭代所有依赖项信息并以人类可读的格式转储它们。以下代码段演示了示例Vdex文件的依赖项转储示例。

$ bin/vdexExtractor -i /tmp/BasicDreams.vdex -o /tmp --deps -f

[INFO] Processing 1 file(s) from /tmp/BasicDreams.vdex

------- Vdex Deps Info -------

dex file #0

extra strings: number_of_strings=2

0000: 'Ljava/lang/Thread;'

0001: 'Ljava/lang/Throwable;'

assignable type sets: number_of_sets=8

0000: 'Landroid/service/dreams/DreamService;' must be assignable to 'Landroid/content/Context;'

0001: 'Landroid/view/TextureView;' must be assignable to 'Landroid/view/View;'

0002: 'Ljava/nio/FloatBuffer;' must be assignable to 'Ljava/nio/Buffer;'

...

unassignable type sets: number_of_sets=0

class dependencies: number_of_classes=34

0000: 'Landroid/graphics/Color;' 'must' be resolved with access flags '1'

0001: 'Landroid/graphics/SurfaceTexture;' 'must' be resolved with access flags '1'

...

0024: 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;' 'must' be resolved with access flags '513'

...

field dependencies: number_of_fields=4

0000: 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;'->'EGL_DEFAULT_DISPLAY':'Ljava/lang/Object;' is expected to be in class 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;' and have the access flags '9'

0001: 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;'->'EGL_NO_CONTEXT':'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGLContext;' is expected to be in class 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;' and have the access flags '9'

0002: 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;'->'EGL_NO_DISPLAY':'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGLDisplay;' is expected to be in class 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;' and have the access flags '9'

0003: 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;'->'EGL_NO_SURFACE':'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGLSurface;' is expected to be in class 'Ljavax/microedition/khronos/egl/EGL10;' and have the access flags '9'

{C} method dependencies: number_of_methods=84

0000: 'Landroid/graphics/Color;'->'HSVToColor':'([F)I' is expected to be in class 'Landroid/graphics/Color;', have the access flags '9

0001: 'Landroid/opengl/GLES20;'->'glAttachShader':'(II)V' is expected to be in class 'Landroid/opengl/GLES20;', have the access flags '9

0002: 'Landroid/opengl/GLES20;'->'glClear':'(I)V' is expected to be in class 'Landroid/opengl/GLES20;', have the access flags '9

...

unverified classes: number_of_classes=0

----- EOF Vdex Deps Info -----

[INFO] 1 out of 1 Vdex files have been processed

[INFO] 1 Dex files have been extracted in total

[INFO] Extracted Dex files are available in '/tmp'

集成反汇编程序

为了调试反编译器并协助Dex字节码调查任务，实现了一个轻型反汇编程序。反汇编输出非常类似于platform/art项目的AOSP dexdump2实用程序提供的输出。反汇编程序可以独立于unquickening反编译器使用。以下代码段中说明了示例输出。前缀的行[new]说明了位于该偏移量中的反编译指令(前一行)的输出。请注意，所有加速的偏移和vtable引用都已恢复为原始签名和原型。

$ bin/vdexExtractor -i /tmp/Videos.vdex -o /tmp -f --dis -l /tmp/dis.log

[INFO] Processing 1 file(s) from /tmp/Videos.vdex

[INFO] 1 out of 1 Vdex files have been processed

[INFO] 2 Dex files have been extracted in total

[INFO] Extracted Dex files are available in '/tmp'

$ head -90 /tmp/dis.log

------ Dex Header Info ------

magic : dex-035

checksum : e14de163 (3779977571)

signature : 9a91f8e5f2afe2c6b5c2b4853832d3c5ed01aef8

fileSize : 8ca638 (9217592)

headerSize : 70 (112)

endianTag : 12345678 (305419896)

linkSize : 0 (0)

linkOff : 0 (0)

mapOff : 8ca568 (9217384)

stringIdsSize: ef06 (61190)

stringIdsOff : 70 (112)

typeIdsSize : 29f4 (10740)

typeIdsOff : 3bc88 (244872)

protoIdsSize : 3df9 (15865)

protoIdsOff : 46458 (287832)

fieldIdsSize : a79d (42909)

fieldIdsOff : 74c04 (478212)

methodIdsSize: fed7 (65239)

methodIdsOff : c88ec (821484)

classDefsSize: 2288 (8840)

classDefsOff : 147fa4 (1343396)

dataSize : 73d594 (7591316)

dataOff : 18d0a4 (1626276)

-----------------------------

file #0: classDefsSize=8840

class #0: a.a ('La$a;')

access=0601 (PUBLIC INTERFACE ABSTRACT)

source_file=SourceFile, class_data_off=851907 (8722695)

static_fields=0, instance_fields=0, direct_methods=0, virtual_methods=2

virtual_method #0: onMenuItemSelected (La;Landroid/view/MenuItem;)Z

access=0401 (PUBLIC ABSTRACT)

codeOff=0 (0)

virtual_method #1: invokeItem (Landroid/support/v7/view/menu/MenuItemImpl;)Z

access=0401 (PUBLIC ABSTRACT)

codeOff=0 (0)

class #1: a.b ('La$b;')

access=0601 (PUBLIC INTERFACE ABSTRACT)

source_file=SourceFile, class_data_off=851913 (8722707)

static_fields=0, instance_fields=0, direct_methods=0, virtual_methods=1

virtual_method #0: invokeItem (Landroid/support/v7/view/menu/MenuItemImpl;)Z

access=0401 (PUBLIC ABSTRACT)

codeOff=0 (0)

class #2: SupportMenu ('Landroid/support/v4/internal/view/SupportMenu;')

access=0601 (PUBLIC INTERFACE ABSTRACT)

source_file=SourceFile, class_data_off=0 (0)

class #3: a ('La;')

access=0001 (PUBLIC)

source_file=SourceFile, class_data_off=85191b (8722715)

static_fields=1, instance_fields=25, direct_methods=12, virtual_methods=74

direct_method #0: ()V

access=10008 (STATIC CONSTRUCTOR)

codeOff=1abb50 (1751888)

quickening_size=4 (4)

1abb60: 1260 |0000: const/4 v0, #int 6 // #6

1abb62: 2300 e426 |0001: new-array v0, v0, [I // type@26e4

1abb66: 2600 0700 0000 |0003: fill-array-data v0, 0000000a // +00000000

1abb6c: 6900 1900 |0006: sput-object v0, La;.sCategoryToOrder:[I // field@0019

1abb70: 7300 |0008: return-void-no-barrier

[new] 1abb70: 0e00 |0008: return-void

1abb72: 0000 |0009: nop // spacer

1abb74: 0003 0400 0600 0000 0100 0000 0400 ... |000a: array-data (16 units)

direct_method #1: invokeItem (Landroid/support/v7/view/menu/MenuItemImpl;)Z

access=10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)

codeOff=1abb94 (1751956)

quickening_size=22 (34)

1abba4: 1211 |0000: const/4 v1, #int 1 // #1

1abba6: 1200 |0001: const/4 v0, #int 0 // #0

1abba8: 7010 dbf9 0200 |0002: invoke-direct {v2}, Ljava/lang/Object;.:()V // method@f9db

1abbae: e620 4000 |0005: iput-quick v0, v2, [obj+0040]

[new] 1abbae: 5920 0400 |0005: iput v0, v2, La;.mDefaultShowAsAction:I // field@0004

1abbb2: eb20 4a00 |0007: iput-boolean-quick v0, v2, [obj+004a]

[new] 1abbb2: 5c20 1200 |0007: iput-boolean v0, v2, La;.mPreventDispatchingItemsChanged:Z // field@0012

1abbb6: eb20 4700 |0009: iput-boolean-quick v0, v2, [obj+0047]

[new] 1abbb6: 5c20 0d00 |0009: iput-boolean v0, v2, La;.mItemsChangedWhileDispatchPrevented:Z // field@000d

1abbba: eb20 4d00 |000b: iput-boolean-quick v0, v2, [obj+004d]

[new] 1abbba: 5c20 1600 |000b: iput-boolean v0, v2, La;.mStructureChangedWhileDispatchPrevented:Z // field@0016

1abbbe: eb20 4800 |000d: iput-boolean-quick v0, v2, [obj+0048]

[new] 1abbbe: 5c20 0f00 |000d: iput-boolean v0, v2, La;.mOptionalIconsVisible:Z // field@000f

1abbc2: eb20 4500 |000f: iput-boolean-quick v0, v2, [obj+0045]

[new] 1abbc2: 5c20 0a00 |000f: iput-boolean v0, v2, La;.mIsClosing:Z // field@000a

1abbc6: 2200 fe25 |0011: new-instance v0, Ljava/util/ArrayList; // type@25fe

1abbca: 7010 6bfb 0000 |0013: invoke-direct {v0}, Ljava/util/ArrayList;.:()V // method@fb6b

1abbd0: e820 3800 |0016: iput-object-quick v0, v2, [obj+0038]

[new] 1abbd0: 5b20 1700 |0016: iput-object v0, v2, La;.mTempShortcutItemList:Ljava/util/ArrayList; // field@0017

1abbd4: 2200 2c26 |0018: new-instance v0, Ljava/util/concurrent/CopyOnWriteArrayList; // type@262c

1abbd8: 7010 cdfc 0000 |001a: invoke-direct {v0}, Ljava/util/concurrent/CopyOnWriteArrayList;.:()V // method@fccd

1abbde: e820 3000 |001d: iput-object-quick v0, v2, [obj+0030]

[new] 1abbde: 5b20 1100 |001d: iput-object v0, v2, La;.mPresenters:Ljava/util/concurrent/CopyOnWriteArrayList; // field@0011

1abbe2: e823 1000 |001f: iput-object-quick v3, v2, [obj+0010]

Dex转换器

Android 9(Pie)版本推出了一种新型的Dex文件，即Compact Dex(Cdex)。Cdex是一种ART内部文件格式，它压缩各种Dex数据结构(例如方法头)并对多索引文件中的常见数据blob(例如字符串)进行重复数据删除。来自输入应用程序的Dex文件的重复数据删除数据存储在Vdex容器的共享部分中。

现在由于Vdex容器存储的是Cdex文件而不是标准的Dex，因此vdexExtractor后端(从版本019开始)已经更新并支持它们。但是，由于该工具未实现Dex IR，因此无法在不使用外部工具的情况下将Cdex文件转换回标准Dex。为此，编写了“compact_dex_converter”工具，该工具使用来自AOSP art repo的libdexlayout(Dex IR)。该工具的源代码可在此处获得。编译工具需要分配必要的AOSP回购并构建为AOSP模块。为方便起见，vdexExtractor正在实现一个帮助工具(请参阅下一节中的“tools / deodex”)，该工具下载一组预编译的二进制文件并包装所需的自动化。此外，可以从以下链接下载“compact_dex_converter”二进制文件：

Linux x86-64

使用共享库：https：//1drv.ms/u/s !ArDC4mvMyPrRhEsiuPjOF_ssIfOe

使用共享库调试：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhE3Z2jdBXJIhazjc

静态编译：https：//1drv.ms/u/s !ArDC4mvMyPrRhEq96XX-LsCACF2s

静态编译调试：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhEwmwM8–zdhoCB2

Linux x86-64旧CPU(没有SSE4.2和没有POPCNT #29)

使用共享库：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhFP46IyBqOtihS9s

使用共享库调试：https：//1drv.ms/u/s!ArrDC4mvMyPrRhFXEGW9vrlMlTKDJ

静态编译：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhFIFZCF9TtEHVooc

静态编译的调试：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhFSMELB_H3w5Cdfe

ARM64(aarch64)

使用共享库：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhEindMOf3aWCbQRr

使用共享库调试：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhEnU9Ei_3MeQipGr

静态编译：不支持

苹果系统

使用共享库：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhE45gEUNolEiZ50u

使用共享库调试：https：//1drv.ms/u/s!ArDC4mvMyPrRhFG5WH_zNz0jNarZ

静态编译：不支持

二进制名称中的's'后缀代表“静态编译”，而“d”代表“debug”构建。它们也可以组合在一起(例如'ds' – 静态编译的调试版本)。

实用脚本

extract-apps-from-device.sh

从连接的Android设备中提取安装包(用户和系统)的ART编译器输出资源(oat、ART、vdex)。还支持提取APK档案的安装包。由于应用了DAC权限，一些系统应用程序数据在没有根访问的情况下可能无法提取。

$ scripts/extract-apps-from-device.sh -h

Usage: extract-apps-from-device.sh [options]

options:

-o|--output : Output directory to save extracted data (default is '.')

-d|--device : Device serial to use instead of default interactive selection

--system-apps : Extract system apps too (default is user apps only)

--apks : Extract apks (default is optimized files only)

-h|--help : This help message

$ scripts/extract-apps-from-device.sh --system-apps -o /tmp/art_data --apks

[INFO]: Enumerating connected Android devices

[INFO]: Trying to extract data from '163' packages

[INFO]: Extracted data stored under '/tmp/art_data'

### update-vdex-location-checksums.sh使用从输入Apk存档文件中提取的CRCs更新Vdex文件位置校验和。有关如何使用该特性欺骗ART和绕过SafetyNet应用程序完整性检查的更多信息，请参阅此处。

$ scripts/update-vdex-location-checksums.sh -h

Usage: update-vdex-location-checksums.sh [options]

options:

-i|--input : Input Vdex file to repair location checksum(s) within

-a|--app : Input Apk file to extract location checksum(s) from

-o|--output : Directory to save updated Vdex file (default is '.')

-h|--help : This help message

### tools/deodex/run.sh帮助工具，以批量方式将(deodex) Vdex资源反编译回标准Dex文件。该工具自动处理CompactDex文件(如Android Pie中介绍的)，并使用compact_dex_converter工具(更多信息在这里)转换回StandardDex。由于转换器是作为AOSP源代码的一部分进行编译的，为了方便起见，开发人员维护了一组用于Linux和maacOS的二进制文件。

$ tools/deodex/run.sh -h

Usage: run.sh [options]

options:

-i|--input path> : Directory with Vdex files or single file

-o|--output dir> : Directory to save deodex'ed resources (default is '.')

-k|--keep : Keep intermediate files (default 'false')

-h|--help : This help message

$ tools/deodex/run.sh -i /tmp/vdex_samples -o /tmp/deodexed_samples

[INFO]: Processing 140 input Vdex files

[INFO]: 140 binaries have been successfully deodexed

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