【Android 安全】DEX 加密 ( Application 替换 | Android 应用启动原理 | LoadedApk 后续分析 )

dex 解密时 , 需要将 代理 Application 替换为 真实 Application ; 替换 Application 首先要理解系统如何注册应用的 Application 的 ;

一、LoadedApk 后续分析

在 LoadedApk 的 makeApplication 方法中 , 调用 mActivityThread.mInstrumentation.newApplication( cl, appClass, appContext) 方法创建出 Application ;

之后将该 Application 设置到 appContext 中 ,

            // 创建应用上下文 
            ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
            // 创建 Application , 传入三个参数 : 类加载器 , Application 全类名名称 , 上下文
            app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                    cl, appClass, appContext);
                                appContext.setOuterContext(app);

完整源码参考 : xref/frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java

appContext 是 ContextImpl 类型 , 其 setOuterContext 方法 , 将 Application 设置到了 Context 上下文中 ,

class ContextImpl extends Context {

    private Context mOuterContext;
    
    final void setOuterContext(Context context) {
        mOuterContext = context;
    }
}

完整源码参考 : 6.0.1_r16/xref/frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java

ContextImpl 的 private Context mOuterContext 成员就是应用的 Application , 启动后就是默认的替换之前的 Application ;

① Application 设置给了 ContextImpl 的 private Context mOuterContext 成员

继续向下分析 , 此处将创建出的 Application 添加到了 mActivityThread.mAllApplications 集合中 , 该集合位于 ActivityThread 中 ;

② Application 添加到了 ActivityThread 中的 ArrayList mAllApplications 集合中

然后 Application 有设置给了 LoadedApk 的 mApplication 成员 ;

③ Application 设置给了 LoadedApk 中的 mApplication 成员

        mActivityThread.mAllApplications.add(app);
        mApplication = app;

完整源码参考 : xref/frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java

public final class ActivityThread {
    final ArrayList mAllApplications
            = new ArrayList();
}

完整源码参考 : 6.0.1_r16/xref/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java

后面的分支中 instrumentation 不为空 , 不会命中该分支 , 不予考虑 ;

        if (instrumentation != null) {
            try {
                instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
            } catch (Exception e) {
                if (!instrumentation.onException(app, e)) {
                    throw new RuntimeException(
                        "Unable to create application " + app.getClass().getName()
                        + ": " + e.toString(), e);
                }
            }
        }

二、LoadedApk 后续先关源码

public final class LoadedApk {

    private Application mApplication;

    public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
            Instrumentation instrumentation) {
		// 如果 mApplication 成员不为空 , 则直接返回该成员 , 
		// 该 mApplication 成员表示应用的 Application
		// 此处说明 , 一个应用中 , 只存在一个 Application , 
		// 如果下次调用 LoadedApk 的 makeApplication 方法 , 
		// 直接将 LoadedApk 找那个的 mApplication 成员返回即可 ; 
        if (mApplication != null) {
            return mApplication;
        }

		// 声明一个空的 Application 变量 
        Application app = null;

		// 从 ApplicationInfo 对象中获取在 AndroidManifest.xml 中注册的 Application 全类名
        String appClass = mApplicationInfo.className;
        if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
            appClass = "android.app.Application";
        }

        try {
        	// 获取类加载器 
            java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
            // 系统相关应用 , 不会命中该分支 
            if (!mPackageName.equals("android")) {
                initializeJavaContextClassLoader();
            }
            // 创建应用上下文 
            ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
            // 创建 Application , 传入三个参数 : 类加载器 , Application 全类名名称 , 上下文
            app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                    cl, appClass, appContext);
            appContext.setOuterContext(app);
        } catch (Exception e) {
            if (!mActivityThread.mInstrumentation.onException(app, e)) {
                throw new RuntimeException(
                    "Unable to instantiate application " + appClass
                    + ": " + e.toString(), e);
            }
        }
        mActivityThread.mAllApplications.add(app);
        mApplication = app;

        if (instrumentation != null) {
            try {
                instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
            } catch (Exception e) {
                if (!instrumentation.onException(app, e)) {
                    throw new RuntimeException(
                        "Unable to create application " + app.getClass().getName()
                        + ": " + e.toString(), e);
                }
            }
        }

        // Rewrite the R 'constants' for all library apks.
        SparseArray packageIdentifiers = getAssets(mActivityThread)
                .getAssignedPackageIdentifiers();
        final int N = packageIdentifiers.size();
        for (int i = 0; i