实现 Springboot 程序加密,禁止 jadx 反编译

2023年 10月 14日 104.0k 0

背景

toB 的本地化 java 应用程序,通常是部署在客户机器上,为了保护知识产权,我们需要将核心代码(例如 Lience,Billing,Pay 等)进行加密或混淆,防止使用 jadx 等工具轻易反编译。同时,为了更深层的保护程序,也要防止三方依赖细节被窥探;

业界方案

  • ProGuard
    • 简介:开源社区有名的免费混淆工具,相较于字节码加密,对性能基本无影响;
    • 优势:打包阶段混淆字节码,各种变量方法名都变成了abcdefg 等等无意义的符号,字节码可被反编译,但几乎无法阅读,通常被 Android App 用来防止逆向;
    • 不足1:只能混淆部分代码,打包阶段较为耗时,对于三方包混淆,并没有什么好办法。
    • 不足2:混淆后的代码,会影响 arthas 工具的使用,导致排查问题变慢。
    • 不足3:配置比较复杂,曾经在我司 T 项目上用过,令人眼花缭乱。
    • 不足4:无法加密三方依赖所有信息;
  • jar-protect
    • 简介:一款国人开发的 springboot jar 加密工具;需要配合 javaagent 解密;
    • 优势:打包阶段使用 javassist 重写 class 文件;jadx 反编译后看到的都是空方法。反编译后只能看到类信息和方法签名,无法看到具体内容。
    • 不足1:使用 DES 方案,对于几百个三方 jar 的场景,加密手段过重,且加密后的不够完整;
    • 不足2:类文件放在一个目录(META-INF/.encode/),非常容易类冲突;
    • 不足3:无法加密三方依赖所有信息;
  • GraalVM
    • 简介:Oracle GraalVM 提前将 Java 应用程序编译为独立的二进制文件。与在 Java 虚拟机 (JVM) 上运行的应用程序相比,这些二进制文件更小,启动速度提高了 100 倍,无需预热即可提供峰值性能,并且使用的内存和 CPU 更少, 并且无法反编译。
    • 不足:无法支持我司业务程序框架。
  • core-lib/xjar
    • 简介:国人开源的,基于 golang 的加密工具。使用 maven 插件加密,启动时 golang 解密;性能影响未知。
    • 优势:可对所有 class 文件加密。
    • 不足1: 加密后 jar 文件体积翻倍;
    • 不足2:依赖 golang 编译,依赖 golang 启动;
    • 不足3:无法加密三方依赖所有信息;
    • 不足4:开源项目,3年未有新提交。
  • 思考:

    我们的需求到底是什么?a:保护知识产权。具体手段为:

  • 对本司项目代码进行加密,使其无法被 jadx 工具轻易反编译,
  • 对本司三方依赖进行加密,使其无法窥探我司三方依赖细节;
  • 但上面的几个项目,基本都是围绕着 class 加密(除了GraalVM),这无法实现我们的第二个需求。

    我们的方案

    设计目标:

  • 将项目三方依赖 jar 进行加密,使其无法使用 jadx 反编译,但运行时会生成解密后的临时文件。
  • 将项目本身的 class 进行加密,使其无法使用 jadx 反编译运行时解密后的文件。
  • 加密策略要灵活,轻量,对启动速度,包体积,内存消耗,接口性能的影响要控制在 5% 以内;
  • 设计方案:

  • 加密时,使用 maven 打包工具,repackage fat jar;将其内部 lib 目录的依赖进行加密;使 jadx 无法反编译;
  • 加密时,对于核心业务代码,使用 javassist 工具将其重写,清空方法体,重置属性值;
  • 解密jar时,将指定目录的 加密包 解密 到指定目录,并将其放入 springboot classloader classpath 里。
  • 解密class时,agent 配合判断是否是加密 class,如果是,则寻找加密 class 文件,找到后解密,返回解密后的 classBytes。
  • 逻辑如下:

    注意点:

  • javassist 重写方法体时,需要将 lib 里的所有代码都加入 classpool 的 classpath 里。
  • javassist 加密后的类,需将其放入到当前 lib 的单独目录进行个例,防止类冲突。
  • agent 解密要轻量,不能影响程序性能;
  • 三方包的加解密重新打包后,jar 顺序发生变化,较小可能会导致类冲突(比如 log4j)。需要在测试环境验证,如果存在冲突,则需要排包。
  • End

    通过以上方案,我们实现了一个极其轻量的 maven 加密,agent 解密插件。他能够将三方包彻底加密,使 jadx 等工具无法反编译 ,屏蔽我们的三方依赖细节,同时,该插件也可以加密我们的业务 class 代码,使 jadx 无法反编译运行时生成的代码,从而一定程度的保护我们的知识产权;

    另外,私有的加密算法,在性能,体积,内存等方便的影响都控制在 5% 以内。

    为了防止混淆后的代码影响 arthas 的使用和 bug patch 的应用,我们放弃了混淆方案,只能说是一种权衡与取舍吧。

    从软件防破解的角度来理解,通常只能是加大破解的难度,铁了心想要破解的话,就算是 ProGuard 混淆,也无法解决。也许只能用 GraalVM,但不是每一个客户都会用这个。

    推荐

    Java 扩展点/插件系统,支持热插拔,旨在解决大部分软件的功能定制问题

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