Android逆向基础----APK文件结构

行是知之始,知是行之成。这篇文章主要讲述Android逆向基础----APK文件结构相关的知识，希望能为你提供帮助。
参考这个博客
http://www.cnblogs.com/wangtianxj/archive/2010/06/13/1757639.html
http://blog.csdn.net/bupt073114/article/details/42298337

APK文件结构：

androidManifest.xml 配置清单
META-INF 签名
assets 资源
classes.dex 　 java经过源码编译后生成的java字节码文件
res 资源库
lib native 动态库 so
smaliclasses.dex
resources.arsc 记录这些ID和资源文件位置对应关系的文件
apktool.yml重新打包必须文件

META-INF目录：存放的是签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全。
在编译生成一个api包时，会对所有要打包的文件做一个校验计算，并把计算结果放在META-INF目录下。在安装时，如果校验结果与META-INF下的内容不一致，系统就不会安装这个apk。保证了apk包里的文件不能被随意替换。
META-INF目录下包含的文件有CERT.RSA，CERT.DSA，CERT.SF和MANIFEST.MF。

CERT.RSA	是开发者利用私钥对APK进行签名的签名文件
CERT.SF,MANIFEST.MF	记录了文件中文件的SHA-1哈希值

assets目录：用于存放需要打包到APK中的静态文件
assets目录支持任意深度的子目录，用户可以根据自己的需求任意部署文件夹架构。
而且res目录下的文件会在.R文件中生成对应的资源ID，assets不会自动生成对应的ID，访问的时候需要AssetManager类。

lib目录：这里存放应用程序依赖的native库文件，一般是用C/C++编写，这里的lib库可能包含4中不同类型，根据CPU型号的不同，大体可以分为ARM架构，ARM-V7a架构，MIPS架构和X86架构。
不同的CPU架构对应着不同的目录，目前市场上使用的移动终端大多是基于ARM或者ARM-V7a架构的，X86和MIPS架构的移动智能终端比较少，这四个目录要根据CPU的架构来选，而市面上ARM架构的手机占大多数，所以一般的APK只包含ARM和ARM-V7a的so。

res目录：res是resource的缩写，这个目录存放资源文件，存在这个文件夹下的所有文件都会映射到Android工程的.R文件中，生成对应的ID，访问的时候直接使用资源ID即R.id.filename，res文件夹下可以包含多个文件夹。

文件名	存储内容
anim	存放动画文件；
drawable	目录存放图像资源；
layout	目录存放布局文件；
values	目录存放一些特征值；
colors.xml	存放color颜色值；
dimens.xml	定义尺寸值；
string.xml	定义字符串的值；
styles.xml	定义样式对象；
xml	文件夹存放任意xml文件，在运行时可以通过Resources.getXML()读取；
raw	是可以直接复制到设备中的任意文件，他们无需编译。

AndroidManifest.xml：是Android应用程序的配置文件，是一个用来描述Android应用“整体资讯”的设定文件， Android系统可以根据这个“自我介绍”完整地了解APK应用程序的资讯，每个Android应用程序都必须包含一个AndroidManifest.xml文件，且它的名字是固定的，不能修改。我们在开发Android应用程序的时候，一般都把代码中的每一个Activity，Service，Provider和Receiver在AndroidManifest.xml中注册，只有这样系统才能启动对应的组件，另外这个文件还包含一些权限声明以及使用的SDK版本信息等等。程序打包时，会把AndroidManifest.xml进行简单的编译，便于Android系统识别，编译之后的格式是AXML格式，如下图1所示：

图1 AXML格式

axml头	其中的axml头是固定标识axml文件的，其值固定时0x00080003。
【Android逆向基础----APK文件结构】axml文件长度	标识axml文件的大小。
StringDataSegment	xml文件中所有字符串类型保存在此。
ResourceIdSegment	xml文件中声明的资源文件ID保存于此。
XmlContentSegment	是xml的内容段，按照xml文件中的结构依次排开，保存xml的数据内容。

classes.dex：
传统的Java程序，首先先把Java文件编译成class文件，字节码都保存在了class文件中，Java虚拟机可以通过解释执行这些class文件。而Dalvik虚拟机是在Java虚拟机进行了优化，执行的是Dalvik字节码，而这些Dalvik字节码是由Java字节码转换而来，一般情况下，Android应用在打包时通过AndroidSDK中的dx工具将Java字节码转换为Dalvik字节码。dx工具可以对多个class文件进行合并，重组，优化，可以达到减小体积，缩短运行时间的目的。dx工具的转换过程如图2所示：

图2 dx工具把.class文件转换成dex文件
dx工具把每个.class文件的每个区域的内容进行去重，重组，优化重排后生成dex文件，生成的dex文件可以在Dalvik虚拟机执行，且速度比较快。

resources.arsc：用来记录资源文件和资源ID之间的映射关系，用来根据资源ID寻找资源。Android的开发是分模块的，res目录专门用来存放资源文件，当在代码中需要调用资源文件时，只需要调用findviewbyId()就可以得到资源文件，每当在res文件夹下放一个文件，aapt就会自动生成对应的ID保存在.R文件，我们调用这个ID就可以，但是只有这个ID还不够，.R文件只是保证编译程序不报错，实际上在程序运行时，系统要根据ID去寻找对应的资源路径，而resources.arsc文件就是用来记录这些ID和资源文件位置对应关系的文件。