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先自我介绍一下，小编浙江大学毕业，去过华为、字节跳动等大厂，目前阿里P7

深知大多数程序员，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

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正文

转换后：

public class HelloVMP2 {

static {System.loadLibrary("hello_vmp2");
}public native int compute(int a, int b);

}

extern “C” JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_vmp_mylibrary_HelloVMP2_compute(JNIEnv* env, jobject obj, jint a, jint b) {
jint c = a + a;
jint d = a * b;
jint e = a - b;
jint f = a / b;
jint result = c + d + e + f;
return result;
}

这种方式下，仅将 java 转 cpp 编译成动态链接库，但是so代码依然可以被破解，在此基础上其实还是可以继续提高代码保护的安全性，那就是 DEX-VMP 技术。### **3.5 DEX-VMP****DEX-VMP** 原理理解起来比较容易，其针对的保护单位也是函数。将方法的 dalvik 指令转换成等价的自定义指令，函数原指令替换成自定义 VM 的调用入口指令，再将函数参数通过 VMP 入口传入到自定义 VM 中执行，自定义 VM 解释执行自定义指令。![图片](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b17155fa5238fa3904a9d4de72d8a265.png)如图，当 Dalvik VM 执行到 DEX-VMP 保护的函数时，执行的是 VMP native 入口函数，开始进入 VMP 的执行流程，VMP 首先会初始化 dex 文件信息，接着获取该保护方法的一些信息，比如寄存器数量，待执行指令的内存位置等，然后初始化寄存器存储结构，最后进入到解释器中解释执行每一条指令。在解释执行的过程，如果执行到外部函数，就会使用 JNI CallMethod 的形式调用，让其切换回 Dalvik VM，让 Dalvik 去执行真正的函数。加固过程原函数的代码逻辑替换为 native 方法，同时对 **Custom VM** 进行初始化，原函数 native 方法负责将参数传入到 **Custom VM** 中，**Custom VM** 解释执行原代码的等价指令。实现 DEX-VMP 总体来说需要两步：1、对原 dex 处理，找到要保护的方法，将原指令翻译成等价指令，加密存储，并将原指令替换为 VMP 入口指令2、实现 VM，解释执行存储的等价指令### **3.6 加固方案对比**可以看到，加固技术是不断攻防升级的过程，下面我们将以上加固技术分为五代进行对比：![图片](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ecaada7eddcca7da1327f1369209b380.png)由以上对比我们可以看出，在加固技术演进过程中，VMP方案是发展到目前，加固安全度最高的方式，本着安全性角度出发，我们选择VMP方案重点介绍与分析，以下是对于项目中VMP加固的分析过程。## **04 DEX-VMP加固落地实现**以下是我们要保护的一段示例代码：

package com.vmp.mylibrary;

public class HelleVMP3 {
public int compute(int a, int b) {
int c = a + a;
int d = a * b;
int e = a - b;
int f = a / b;
int result = c + d + e + f;
return result;
}
}

### **4.1 dex 文件预处理**dex 预处理主要做两方面工作:1、保护方法的原指令拷贝出来并存储2、保护方法的原指令替换成 VMP 入口方法将要保护的 java 代码编译成 dex 文件，放入 010editor 中可以查看 compute 方法对应的指令数据：![图片](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/7e5c8512f948832edb620f321677ed6e.png)可以看到蓝色区域包含的方法所需要的寄存器数，内部参数，外部参数及指令长度。这些都是 VM 需要的关键信息，需要存储起来。然后将指令替换为 DEX-VMP 的 native 入口指令。有一些工具可以帮我们实现以上操作，比如 dexlib2，使用该工具可以对指定方法构造 dalvik 指令，或获取方法的指令数据。该工具的具体使用方法大家可以自定搜索。### **4.2 寄存器结构设计**通过dexdump 命令查看，原方法二进制结构内容如下：

Virtual methods -
#0 : (in Lcom/vmp/mylibrary/HelloVMP3;)
name : ‘compute’
registers : 6
ins : 3
outs : 0
insns size : 11 16-bit code units
28e588: |[28e588] com.vmp.mylibrary.HelloVMP3.compute:(II)I
28e598: 9000 0404 |0000: add-int v0, v4, v4
28e59c: 9201 0405 |0002: mul-int v1, v4, v5
28e5a0: 9102 0405 |0004: sub-int v2, v4, v5
28e5a4: b354 |0006: div-int/2addr v4, v5
28e5a6: b010 |0007: add-int/2addr v0, v1
28e5a8: b020 |0008: add-int/2addr v0, v2
28e5aa: b040 |0009: add-int/2addr v0, v4
28e5ac: 0f00 |000a: return v0

从示例 compute 方法的一些 hex 数据中，可以得到一些关键信息：compute 方法在执行过程中需要使用到 6 个寄存器，传入参数 3 个， 没有使用 try 结构，指令数据为 16 个字。Dalvik 寄存器最大长度为 32bit，我们可以直接申请一段内存来表示寄存器：

regptr_t regs[6];
regs[0] = 0;
regs[1] = 0;
regs[2] = 0;
regs[3] = 0;
regs[4] = 0;
regs[5] = 0;
regs[3] = (regptr_t) thiz;
regs[4] = p1;
regs[5] = p2;

u1 reg_flags[6];
reg_flags[0] = 0;
reg_flags[1] = 0;
reg_flags[2] = 0;
reg_flags[3] = 0;
reg_flags[4] = 0;
reg_flags[5] = 0;
reg_flags[3] = 1;

regs 表示寄存器，4 个寄存器分别为 regs [0], regs [1], regs [2], regs [3]。regs\_bits\_obj 表示对应寄存器是否是 Object，比如 regs [3] 是 Object，则 regs\_bits\_obj [3] = 1，非 object 的情况均为 0；每一个保护方法在进入 VM 后，我们就像示例这样创建好这样的寄存器单元，供 VM 在解释执行阶段使用，执行完毕销毁即可。注意这个过程的专业的加固工具会在 dex 预处理过程中识别二进制结构内容进行执行，无需每保护一个方法单独开发。**4.3** **虚拟机实现**我们就以示例 compute 方法中的 add-int, mul-int, sub-int, div-int 这几条指令来实现一个简易的解释器介绍一下这几条指令的作用：add-int、mul-int、sub-int、div-int 对两个源寄存器执行已确定的二元运算，并将结果存储到目标寄存器中。首先定义自定义虚拟机需要执行的vmCode结构：

typedef struct {
const u2 *insns; // 指令
const u4 insnsSize; // 指令大小
regptr_t *regs; // 寄存器
u1 *reg_flags; // 寄存器数据类型标记,主要标记是否为对象
const u1 *triesHandlers; // 异常表
} vmCode;

自定义Opcode：

enum Opcode {
OP_ADD_INT = 0x3a,
OP_MUL_INT = 0xe4,
OP_SUB_INT = 0x77,
OP_DIV_INT_2ADDR = 0x6c,
OP_ADD_INT_2ADDR = 0xcf,
OP_RETURN = 0xde,
};

目标方法转化的 native 方法：

static jint Java_com_vmp_mylibrary_HelloVMP3_compute__II_I(JNIEnv *env, jobject thiz , jint p1, jint p2) {
regptr_t regs[6];
regs[0] = 0;
regs[1] = 0;
regs[2] = 0;
regs[3] = 0;
regs[4] = 0;
regs[5] = 0;
regs[3] = (regptr_t) thiz;
regs[4] = p1;
regs[5] = p2;

u1 reg_flags[6];
reg_flags[0] = 0;
reg_flags[1] = 0;
reg_flags[2] = 0;
reg_flags[3] = 0;
reg_flags[4] = 0;
reg_flags[5] = 0;
reg_flags[3] = 1;static const u2 insns[] = {

0x00b3, 0x0404, 0x0120, 0x0504, 0x02ee, 0x0504, 0x546c, 0x10a9, 0x20a9, 0x40a9,
0x00ad,
};
const u1 *tries = NULL;

const vmCode code = {.insns=insns,.insnsSize=11,.regs=regs,.reg_flags=reg_flags,.triesHandlers=tries
};jvalue value = vmInterpret(env,&code,&dvmResolver);
return value.i;

}

执行指令处理逻辑：

#define OP_END

#define INST_AA(_inst) ((_inst) >> 8)

#define FETCH(_offset) (pc[(_offset)])

#define SET_REGISTER(_idx, _val)
DELETE_LOCAL_REF(_idx);
(fp[(_idx)] =(u4) (_val));
SET_REGISTER_FLAGS(_idx, 0)

#define HANDLE_OP_X_INT(_opcode, _opname, _op, _chkdiv)
HANDLE_OPCODE(_opcode /vAA, vBB, vCC/)
{
u2 srcRegs;
vdst = INST_AA(inst);
srcRegs = FETCH(1);
vsrc1 = srcRegs & 0xff;
vsrc2 = srcRegs >> 8;
ILOGV(“|%s-int v%d,v%d”, (_opname), vdst, vsrc1);
…
}
FINISH(2);

#define HANDLE_OP_X_INT(_opcode, _opname, _op, _chkdiv)
HANDLE_OPCODE(_opcode /vAA, vBB, vCC/)
{
u2 srcRegs;
vdst = INST_AA(inst);
srcRegs = FETCH(1);
vsrc1 = srcRegs & 0xff;
vsrc2 = srcRegs >> 8;
ILOGV(“|%s-int v%d,v%d”, (_opname), vdst, vsrc1);
if (_chkdiv != 0) {
s4 firstVal, secondVal, result;
firstVal = GET_REGISTER(vsrc1);
secondVal = GET_REGISTER(vsrc2);
if (secondVal == 0) {
dvmThrowArithmeticException(env,“divide by zero”);
GOTO_exceptionThrown();
}
if ((u4)firstVal == 0x80000000 && secondVal == -1) {
if (_chkdiv == 1)
result = firstVal; /* division /
else
result = 0; / remainder /
} else {
result = firstVal _op secondVal;
}
SET_REGISTER(vdst, result);
} else {
/ non-div/rem case */
SET_REGISTER(vdst, (s4) GET_REGISTER(vsrc1) _op (s4) GET_REGISTER(vsrc2));
}
}
FINISH(2);

attribute((visibility(“default”)))
jvalue vmInterpret(JNIEnv *env, const vmCode *code, const vmResolver *dvmResolver) {
jvalue args_tmp[5]; // 方法调用时参数传递(参数数量小于等于5)
jvalue retval;
regptr_t *fp = code->regs; // 寄存器
u1 *fp_flags = code->reg_flags; // 寄存器类型标识
const u2 pc = code->insns;
…
/ File: c/OP_ADD_INT.cpp /
HANDLE_OP_X_INT(OP_ADD_INT, “add”, +, 0)
OP_END
/ File: c/OP_SUB_INT.cpp /
HANDLE_OP_X_INT(OP_SUB_INT, “sub”, -, 0)
OP_END
/ File: c/OP_MUL_INT.cpp */
HANDLE_OP_X_INT(OP_MUL_INT, “mul”, *, 0)
OP_END

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