安卓代码加固（1）：加密DEX

此文章为记录文章，需要详细版本请看文章末尾博文，目的是实现 Android 的敏感代码加密。

业务实现不进入主 DEX。:hidden-landing-page 先编成 jar，再用 d8 --release 打成 classes.dex，最后用 AES-256-GCM 写成 assets/payload/hidden.dex.enc。

::note 接入方不用跑这条流水线。更换实现时，在 SDK 仓库重新 assemble，把新 AAR 交给宿主即可。 ::

密文布局

Java 加密器固定了 HDX1 头、nonce 长度和 GCM tag 位数。运行时 so 用同一套常量拆开密文。

static final byte[] MAGIC = new byte[] {'H', 'D', 'X', '1'};
static final int NONCE_LEN = 12;
static final int TAG_BITS = 128;
static final int KEY_LEN = 32;

拼出的字节流如下：

HDX1 (4)  ||  nonce (12)  ||  ciphertext + tag (16)

HDX1 供 Gradle 和自检脚本用文件头判断：这是加密 payload，不是明文 dex。明文 dex 的头是 dex。如果 APK 里还能搜到以 dex 开头的 hidden 文件，说明加密没有执行。

::warning 每次打包时，nonce 由 SecureRandom 重新生成，并写入密文头，不随密钥一起分发。同一份源码打包两次，密文也会不同。 ::

构建流水线

::steps

编 landing-page jar

:hidden-sdk 依赖 :hidden-landing-page:bundleLibRuntimeToJar*，拿到实现 class。

用 d8 打 release dex

脚本使用最新 build-tools 中的 d8，以 android.jar 和 SDK jar 作为 --lib。这些类不会打进加密 dex。

AES-GCM 加密

javac 编译 PayloadEncryptor.java，把 HIDDEN_PAYLOAD_KEY 传入子进程环境，写出 hidden.dex.enc。

放进 SDK assets

sourceSets 把 generated/encrypted_assets/<variant>/payload 指定给 debug / release，随后打进 AAR。 ::

d8_cmd = [str(d8), "--release", "--lib", str(android_jar)]
if args.sdk_jar is not None and args.sdk_jar.exists():
    d8_cmd += ["--lib", str(args.sdk_jar)]
d8_cmd += ["--output", str(dex_dir), str(hidden_jar)]
subprocess.check_call(d8_cmd)
plain = dex_path.read_bytes()
if plain[:3] != b"dex":
    raise SystemExit("非法 dex 头")

--lib 只提供 classpath（例如 KeepAlive 等符号），不会把 SDK 类拷进 payload。实现类也不再实现已经删除的 HiddenApi。

加密过程

encrypt 先生成 12 字节 nonce，再使用 AES/GCM/NoPadding。Java 的 doFinal 会把 16 字节 tag 接在密文后面，写出时不必再单独追加 tag。

static byte[] encrypt(byte[] plain, byte[] key) throws Exception {
    byte[] nonce = new byte[NONCE_LEN];
    new SecureRandom().nextBytes(nonce);
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
    cipher.init(
            Cipher.ENCRYPT_MODE,
            new SecretKeySpec(key, "AES"),
            new GCMParameterSpec(TAG_BITS, nonce)
    );
    byte[] ct = cipher.doFinal(plain);
    byte[] out = new byte[MAGIC.length + NONCE_LEN + ct.length];
    System.arraycopy(MAGIC, 0, out, 0, MAGIC.length);
    System.arraycopy(nonce, 0, out, MAGIC.length, NONCE_LEN);
    System.arraycopy(ct, 0, out, MAGIC.length + NONCE_LEN, ct.length);
    Arrays.fill(nonce, (byte) 0);
    return out;
}

写完后立刻用同一把密钥解密并比对。成功后对 plaintext、key 和临时 buffer 执行 fill(0)，避免明文 dex 长时间留在构建机内存里。

::tip 密钥必须是 64 个 hex 字符 ，解码后为 32 字节。不能把可打印字符串的 UTF-8 直接当作 AES key。解析逻辑见 密钥外置。 ::

注册 Gradle 任务

每个 library variant 注册 encryptHiddenPayloadDebug / encryptHiddenPayloadRelease。release 不允许 自动生成密钥，所以脚本不带 --allow-generate。

val encrypt = tasks.register("encryptHiddenPayload$capital") {
    dependsOn(
        ":hidden-landing-page:bundleLibRuntimeToJar$capital",
        "bundleLibCompileToJar$capital",
    )
    doLast {
        check(!jar.jarHasClass("com/example/minidex/sdk/HiddenSdk")) {
            ":hidden-landing-page 把 HiddenSdk 打进了 jar。必须 compileOnly。"
        }
        exec {
            val args = mutableListOf(
                "python3",
                "tools/encrypt_hidden_payload.py",
                "--hidden-jar", jar.absolutePath,
                "--sdk-jar", sdkJar.get().asFile.absolutePath,
                "--output-dir", payloadDir.get().asFile.absolutePath,
                "--dex-dir", dexDir.get().asFile.absolutePath,
            )
            if (variantName != "release") {
                args += "--allow-generate"
            }
            commandLine(args)
        }
    }
}

加密失败时，package*Assets / merge*Assets 不会继续，避免打出缺少 payload 的 AAR。

中间文件

文件	路径	给接入方吗
明文 dex	hidden-sdk/build/generated/hidden_dex/<variant>/classes.dex	否
加密 payload	hidden-sdk/build/generated/encrypted_assets/<variant>/payload/hidden.dex.enc	否，只随 AAR
压缩包装	app/build/intermediates/compressed_assets/.../hidden.dex.enc.jar	否，AGP 中间物

::caution 不要把明文 classes.dex 或单独一份 hidden.dex.enc 再拷进宿主 src/main/assets/。AAR 已经带了这些文件，重复拷贝容易造成版本错位。 ::

下一步

• Native解密：so 如何核对 HDX1 头并校验 tag
• 构建校验：AAR 里的 payload 没有 HDX1 头会直接失败