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Android中如何安全地打印日志详解

转载  2017-12-03   作者:Weishu   我要评论

日志是我们在日常开发中必不可少的一部分,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Android中如何安全地打印日志的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们一起来看看吧。

前言

在Android开发过程中,不管是写Demo还是实战项目中,都会打印一些日志用于记录数据,调试来着,Android中的日志工具类是Log,这个类提供了一些方法来打印日志。五个级别,v、d、i、w、e,各有不同的重载。

当谈到如何打印日志?很多人会想这不是很简单,直接使用android.util.Log这个类不就行了?然而,日志属于非常敏感的信息;逆向工程师在逆向你的程序的时候,本来需要捕捉你程序的各种输出,然后进行推测,顺藤摸瓜然后得到需要的信息;一旦你的日志泄漏,无异于门户洞开,破解你的程序如入无人之境。

安全的概念本来就是相对的,如果破解你程序的代价远远大于破解得到的价值,那么就可以认为程序是“安全的”;这里就分析一下,为了提高程序的安全性,在打印日志的时候应该注意什么。

首先看看绝大部分公司以及开发者的做法:

日志开关+日志类

为了在release版本里面没有日志输出,一个最简单的想法是:把所有打印日志的语句放在一个if(DEBUG)的语句里面;在日常开发的时候,DEBUG开关打开,发布正式版本的时候关闭这个开关即可,大致思路如下:

// LogUtil.java
public class LogUtil {
 private static boolean DEBUG = true;// 发布的时候修改为false
 
 public static void d(String tag, String msg) {
  if (DEBUG) android.util.Log.d(TAG, msg);
 }

 // 其他debug方法
}

接下来看一个真实的例子,国外的一个apk,名字叫做powerclean;包名:com.lionmobi.powerclean;我们安装这个包;发现很正常,没有任何日志输出;然后我们逆向这个apk;随便翻看几个类,发现很多地方有类似日志输出:

日志输出图片

我们打开这个叫做x的类,虽然被混淆过了,但是意思很明白,跟我们上面的思路一样:

package com.lionmobi.util;

import android.util.Log;

public class x {
 private static boolean a;

 static {
  x.a = false;
 }

 public static void d(String arg1, String arg2) {
  if(x.a) {
   Log.d(arg1, arg2);
  }
 }

 public static void e(String arg1, String arg2) {
  if(x.a) {
   Log.e(arg1, arg2);
  }
 }

 public static void i(String arg1, String arg2) {
  if(x.a) {
   Log.i(arg1, arg2);
  }
 }
}

这是一个真实的例子,而且这个app的用户还不少;接下来我们看看这种方式有什么问题。

静态反编译打开日志开关

上面的那种方式有一个问题:虽然在release版本里面,确实没有日志输出;但是输出日志的代码依然存在,只是没有执行到!(if条件不成立)所以,有没有办法让这些代码执行到呢?简单来说,就是能不能在release版本里面把这个DEBUG变量弄成true呢?当然可以!而且做法还非常简单。

我们使用apktool反编译得到这个apk的smali代码;然后上面的反编译告诉我们,这个日志类的位置是:com.lionmobi.util.x我们打开这个x.smali文件,内容如下:

.class public Lcom/lionmobi/util/x;
.super Ljava/lang/Object;


# static fields
.field private static a:Z


# direct methods
.method static constructor <clinit>()V
 .locals 1

 const/4 v0, 0x0 # 修改为0x1 (True)

 sput-boolean v0, Lcom/lionmobi/util/x;->a:Z #初始化位置

 return-void
.end method

.method public static d(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
 .locals 1

 sget-boolean v0, Lcom/lionmobi/util/x;->a:Z

 if-eqz v0, :cond_0

 invoke-static {p0, p1}, Landroid/util/Log;->d(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I

 :cond_0
 return-void
.end method

.method public static e(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
 .locals 1

 sget-boolean v0, Lcom/lionmobi/util/x;->a:Z

 if-eqz v0, :cond_0

 invoke-static {p0, p1}, Landroid/util/Log;->e(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I

 :cond_0
 return-void
.end method

.method public static i(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
 .locals 1

 sget-boolean v0, Lcom/lionmobi/util/x;->a:Z

 if-eqz v0, :cond_0

 invoke-static {p0, p1}, Landroid/util/Log;->i(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I

 :cond_0
 return-void
.end method

很明白,那个叫做a的静态变量就是我们的开关, 它的初始化在哪个静态代码块里面;新建了一个局部变量0x0然后赋值给了a;因此,我们把这个0x0修改为0x1就打开了这个开关。很简单吧,接下来我们把修改好的smali打包回去,然后签名得到一个新的可以运行的apk;运行一下看看结果。果然,一大堆的日志输出了出来,你的程序每一步在干什么都自己告诉别人了,都不需要去猜;我就随便截个图,感受下:


泄漏的日志信息

让release版本里面不包含日志代码

从上面的分析我们得到一个结论:如果需要程序是“日志安全的”,那么release版本里面不应该存在输出日志的代码。

如何做到这一点呢?我们可以做一个工具,开发的时候,正常打印日志;一旦需要发布版本,把所有打印日志的语句代码,全部删除掉。代码很简单,用一些正则表达式就可以做到。

事实上,我们也可以使用一些别的工具,来实现这个类似的功能;那就是proguard;提到这个工具,很多认只是觉得他是一个代码混淆的工具,实际上,它还可以帮你剔除无用代码!什么样的代码是无用代码呢?

if (true) {
 // statement;
}

类似于这样,静态编译的时候被认为“永远不会执行的代码”,就被认为是无用代码,会被这个工具直接优化掉,生成的class文件里面,这个if语句直接就没有了。这个功能,完美符合我们的需求;我们只需要把输出日志的代码用这样的if语句包围起来,然后release的时候肯定会用这个工具混淆;然后,在release版本里面,所有的输出日志的代码全部都没有了!不会像以前一样,留下一个影子,只是不做事。

正确的做法

最终,我们所有打印日志的语句应该如下:

private static final boolean DEBUG = true; // 必须是static final 也就是常量,这样才能在编译器优化;删除if块

if (DEBUG) {
 android.util.Log.d(TAG, "msg to print");
}

然后,使用proguard优化代码即可。

看起来简单,好像也与最初的“日志开关”没有什么区别,仔细分析一下:

日志开关必须是静态常量

对比一下正确的做法与最开始的日志开关,一个是一个静态变量,一个是静态常量;如果是常量的话,那么就是永远不变的,那么当DEBUG变量为False的时候proguard可以理所当然地认为,这一部分代码时绝对不会被执行的,这样,打印日志的语句就会被优化(删除)掉;如果是一个变量,那么在运行期间就有可能改变它的值(private仅仅是对于程序员的改变,对于编译器以及运行时,没有什么改不了),这样proguard就会置之不理,这样你的日志代码就暴露出来了,一字之差,失之千里。

抛弃日志类

假设我们使用了静态常量代码块以及proguard优化代码的技术;但是依然采用上面的日志类的技术,会发生什么呢?

public class LogUtil {
 private static final boolean DEBUG = false;

 public static void d(String tag, String msg) {
  if (DEBUG) android.util.Log.d(tag, msg);
 }
}

我写了一个demo,自己打包然后反编译,得到这个日志类如下(为了方便看,没有混淆):

package com.example.test.app;

public class LogUtil {
 private static final boolean DEBUG;

 public LogUtil() {
  super();
 }

 public static void d(String tag, String msg) {
 }
}

我们看到,if代码块已经没有了,确实不会输出任何日志;但是,我们看看调用这个类的地方!


掩耳盗铃的日志

这个LogUtil.d的调用,无异于掩耳盗铃;虽然破解者没办法让android.util.Log这个类输出任何日志,但是你这里的这个调用还是告诉了别人你在干什么;所以,要屏蔽日志的输出,必须使用if代码块直接包含要被剔除的日志。上面的那个日志类,要被优化掉,那就是:

if (DEBUG) {
 LogUtil.d(TAG, "msg");
}

这里,不是多此一举吗,写一个日志类就是想不想重复地写if (DEBUG) ,这里为了使这一句隐藏,还是逃不掉;但是很抱歉,逃得了和尚逃不了庙,这种方法没办法做到完全隐藏信息;必须抛弃日志类包裹日志代码的做法!

解放双手的补充

也许有人说,为了这个所谓的日志安全,每次输出日志都的写一个if语句,那不麻烦死;简直反人类,我懒!实际上,要少写几行代码,我们可以选择复用(代码级别,比如上面的日志类),也可以选择生成(直接生成代码);在支持元编程的语言里面,生成代码是很常见的事情,比如C++的模版元编程以及ruby吹嘘的DSL能力;这里没有那么高大上,用代码生成代码,我们直接借助编辑器帮助我们少写几行代码万事。

IDEA/Android Studio

可以使用live template的功能;比如我的做法是,写一个ifd的template,每次我输入ifd然后自动展开成if语句,光标停在最中间:

使用live template简化输入

vim/emacs

可以使用宏录制的功能,实现上面的live template。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对脚本之家的支持。

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