Java编译、反编译与混淆
Welkin Lv3
 2021-09-28 19:52:26    

先要知道Java编译、执行流程，才能找到切入点反编译，知道从哪些点儿进行反编译，才能找到准确的点进行防护。
按照这个思路，先看编译执行过程。

Java编译与执行过程

  • 创建java文件并添加测试代码
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$ touch Simple.java
$ vi Simple.java 
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public class Simple {
    public static void main(String[] args) {
        Inner inner = new Inner();
        inner.sayHello();
    }
}
class Inner {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, Java.");
    }
}
  • 然后编译此文件并执行查看效果
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$ javac Simple.java
$ java Simple
Hello, Java.

编译: What happens at compile time in java

执行javac命令时发生了什么呢？如图

或精简为下图
Compile

本质上是将.java编译成为了字节码(byte code).class文件

此时我们使用vi命令查看时，看到的是如下乱码

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$ vi Simple.class
Êþº¾^@^@^@<^@^U
^@^B^@^C^G^@^D^L^@^E^@^F^A^@^Pjava/lang/Object^A^@^F<init>^A^@^C()V^G^@^H^A^@^EInner
^@^G^@^C
^@^G^@^K^L^@^L^@^F^A^@^HsayHello^G^@^N^A^@^FSimple^A^@^DCode^A^@^OLineNumberTable^A^@^Dmain^A^@^V([Ljava/lang/String;)V^A^@
SourceFile^A^@^KSimple.java^@!^@^M^@^B^@^@^@^@^@^B^@^A^@^E^@^F^@^A^@^O^@^@^@^]^@^A^@^A^@^@^@^E*·^@^A±^@^@^@^A^@^P^@^@^@^F^@^A^@^@^@^A^@ ^@^Q^@^R^@^A^@^O^@^@^@-^@^B^@^B^@^@^@^M»^@^GY·^@        L+¶^@
±^@^@^@^A^@^P^@^@^@^N^@^C^@^@^@^C^@^H^@^D^@^L^@^E^@^A^@^S^@^@^@^B^@^T

执行: What happens at runtime in java

class文件的执行流程可以参考如下两图

至此，我们基本了解了Java从编译到运行的全过程。从中我们可以看出，因为class文件最终是要在JVM中执行的，中间无论是经过了怎样的加密，最终执行前都要解密，所以加密只会推迟被反编的时间，但是不能完全防止。
混淆会改变类、接口、枚举的名称，以及其中的方法、属性名称，以降低可读性的方式来保护我们的源码，这种方式目前是非常普遍的。

反编译

常见的反编译工具有很多
比较老牌的如JD-Core，对应的GUI工具为JD-GUI，但是这款工具已经很久不更新了

在MacOS Monterey上已经无法使用JD，所以此处使用的是jadx，可以下载对应的系统版本

如图为解压后的目录结构，cd至bin目录后，执行./jadx-gui即可启动

选中Sample.class和Inner.class后，OpenFile即可

如此，反编译完成

Jar包

What is JAR?

JAR(Java ARchive)本质上是一个ZIP文档，其中包含了class文件，也可以包含资源文件。

创建JAR包

新建manifest.txt文件，并添加如下内容

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Manifest-Version: 1.0
Main-Class: Simple

使用jar cmf Simple.jar manifest.txt *.class命令将上述步骤中的两个class文件生成Simple.jar文件
添加manifest是为了让jar包可执行（manifest指明了jar包执行入口）

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已添加清单
正在添加: Inner.class(输入 = 396) (输出 = 285)(压缩了 28%)
正在添加: Simple.class(输入 = 314) (输出 = 242)(压缩了 22%)

此时生成的jar包可以使用同样的方法进行反编译。

使用java -jar Simple.jar可以执行jar包，效果与Simple.class相同

混淆 Obfuscation

此处使用ProGuard进行jar包混淆，可以从sourceforge下载或者Github下载相应的包。

切换至lib目录后，新建配置文件touch myconfig.pro

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-injar /Users/liyanqing/Documents/Test/JavaTest/Simple.jar
-outjars /Users/liyanqing/Documents/Test/JavaTest/out/Simple.jar

-dontshrink
-dontoptimize
-dontpreverify
-ignorewarnings 
-verbose

-keep public class None

在混淆后，再反编译出的内容就会变的可读性极差。

Reference

Compile
Java 代码编译和执行的整个过程

Anti-Decompile
有哪些防止反编译 Java 类库 jar 文件的办法？
Protect Your Java Code From Reverse Engineering

jar
JAR File Overview
JAR (file format)

Creating a JAR File

Modifying a Manifest File
Create JAR with manifest

ProGuard
ProGuard使用手册