本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種文件轉(zhuǎn)換方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)終端安全問(wèn)題和安全隱患也隨之愈來(lái)愈嚴(yán)重。尤其是安裝了android系統(tǒng)的移動(dòng)終端，基于android系統(tǒng)源代碼的開(kāi)放性，其開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序存在的風(fēng)險(xiǎn)更是備受關(guān)注。android系統(tǒng)雖然也有精心設(shè)計(jì)的安全體系，但是攻擊者仍然可以利用漏洞來(lái)繞過(guò)某些防護(hù)機(jī)制。

由于這個(gè)特性，大量惡意代碼和安全事件往往圍繞安全漏洞展開(kāi)，由此可見(jiàn)安全漏洞是影響android安全性的關(guān)鍵因素，而如何有效挖掘android系統(tǒng)的安全漏洞，是技術(shù)人員面臨的亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種文件轉(zhuǎn)換方法和裝置，以對(duì)android系統(tǒng)的安全漏洞進(jìn)行挖掘，增強(qiáng)安裝了android系統(tǒng)的移動(dòng)終端的安全性，保護(hù)用戶(hù)隱私數(shù)據(jù)免遭攻擊者竊取。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種文件轉(zhuǎn)換方法，應(yīng)用于二進(jìn)制文件分析框架angr中，包括：

獲取待檢測(cè)的android應(yīng)用的dex文件；

將所述dex文件轉(zhuǎn)換為所述angr框架支持的二進(jìn)制格式的第一文件；

加載所述第一文件到所述angr框架中并對(duì)所述第一文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，根據(jù)所述符號(hào)執(zhí)行分析結(jié)果輔助判斷所述android應(yīng)用是否存在漏洞。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種文件轉(zhuǎn)換裝置，應(yīng)用于二進(jìn)制文件分析框架angr中，包括：

文件獲取模塊，用于獲取待檢測(cè)的android應(yīng)用的dex文件；

文件轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述dex文件轉(zhuǎn)換為所述angr框架支持的二進(jìn)制格式的第一文件；

檢測(cè)確定模塊，用于加載所述第一文件到所述angr框架中并對(duì)所述第一文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，根據(jù)所述符號(hào)執(zhí)行分析結(jié)果輔助判斷所述android應(yīng)用是否存在漏洞。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施例的文件轉(zhuǎn)換方法和裝置，應(yīng)用于二進(jìn)制文件分析框架angr中，通過(guò)獲取待檢測(cè)android應(yīng)用的dex文件，將dex文件轉(zhuǎn)換為angr框架支持的二進(jìn)制格式的第一文件，然后加載第一文件到angr框架中對(duì)第一文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，根據(jù)符號(hào)執(zhí)行分析結(jié)果輔助判斷待檢測(cè)android應(yīng)用是否存在漏洞。如此，解決了由于現(xiàn)有angr框架不支持android應(yīng)用的字節(jié)碼文件進(jìn)而不能利用angr框架對(duì)android應(yīng)用進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析的問(wèn)題。而且，為android應(yīng)用的漏洞檢測(cè)提供了新的解決方案，增強(qiáng)了安裝android系統(tǒng)的移動(dòng)終端的安全性，保護(hù)用戶(hù)隱私數(shù)據(jù)免遭竊取和泄露，改善了移動(dòng)終端的用戶(hù)體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種文件轉(zhuǎn)換方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的文件獲取流程示意圖；

圖3是apk文件轉(zhuǎn)換的流程示意圖；

圖4是dex文件的轉(zhuǎn)換流程示意圖；

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種文件轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思在于：angr框架可以對(duì)不同類(lèi)型的二進(jìn)制文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，它的加載器可以加載多種類(lèi)型的二進(jìn)制文件，并且可以根據(jù)二進(jìn)制文件的類(lèi)型自動(dòng)識(shí)別和匹配合適的后端裝載器。但是由于android字節(jié)碼的特殊性(即，android字節(jié)碼運(yùn)行在dalvik虛擬機(jī)中，與java不同，java字節(jié)碼運(yùn)行在jvm虛擬機(jī)中)，angr框架的加載器不能識(shí)別android應(yīng)用的可執(zhí)行文件，即，android應(yīng)用的可執(zhí)行文件dex文件無(wú)法被angr成功加載。由于上述原因的存在，導(dǎo)致angr框架無(wú)法對(duì)android應(yīng)用進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析進(jìn)而不能檢測(cè)android應(yīng)用是否存在漏洞。

本發(fā)明實(shí)施例主要是通過(guò)對(duì)android應(yīng)用的可執(zhí)行文件進(jìn)行處理，使其能夠成功加載到angr框架，從而使angr能夠適用于移動(dòng)終端的android系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行基于符號(hào)執(zhí)行的漏洞檢測(cè)，幫助提升android系統(tǒng)的安全性。

為便于理解，這里對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的幾個(gè)技術(shù)名詞進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

angr框架：angr是二進(jìn)制自動(dòng)化分析框架，其中集成了很多二進(jìn)制分析技術(shù)，具備對(duì)二進(jìn)制程序的動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行能力和靜態(tài)分析能力。angr起初是用來(lái)尋找程序中的后門(mén)，現(xiàn)在可以應(yīng)用于漏洞分析領(lǐng)域。angr基于python架構(gòu)，其兼容性較好，同時(shí)支持跨平臺(tái)、跨架構(gòu)，目前可以分析多種二進(jìn)制文件。

符號(hào)執(zhí)行：符號(hào)執(zhí)行是一種代碼執(zhí)行空間遍歷技術(shù)，在軟件安全、惡意代碼分析、程序調(diào)試等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。符號(hào)執(zhí)行是用抽象符號(hào)代替程序變量，根據(jù)程序的語(yǔ)義，在每條路徑上通過(guò)符號(hào)計(jì)算引擎對(duì)抽象符號(hào)等做語(yǔ)義操作，模擬程序執(zhí)行。符號(hào)執(zhí)行分為過(guò)程內(nèi)分析和過(guò)程間分析，基于是否實(shí)際執(zhí)行也可分為靜態(tài)符號(hào)執(zhí)行與動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行。

angr框架符號(hào)執(zhí)行包括四個(gè)部分：可以加載幾乎任何二進(jìn)制文件的加載工具；將二進(jìn)制文件轉(zhuǎn)換為中間語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換工具；對(duì)中間語(yǔ)言進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行的符號(hào)執(zhí)行工具以及約束求解工具。

android應(yīng)用：android是一種基于linux的自由及開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦。android應(yīng)用是指運(yùn)行于android操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序，包括系統(tǒng)應(yīng)用和普通應(yīng)用。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種文件轉(zhuǎn)換方法的流程示意圖，參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的文件轉(zhuǎn)換方法，應(yīng)用于二進(jìn)制文件分析框架angr中，包括：

步驟s101，獲取待檢測(cè)的android應(yīng)用的dex文件；

dex是dalvikvmexecutes的簡(jiǎn)稱(chēng)，dex是android平臺(tái)上(dalvik虛擬機(jī))的可執(zhí)行文件，相當(dāng)于windows平臺(tái)中的exe文件，每個(gè)apk(androidpackage)安裝包中都有dex文件，里面包含了該應(yīng)用的所有源碼，通過(guò)反編譯工具可以獲取到相應(yīng)的java源碼。

步驟s102，將所述dex文件轉(zhuǎn)換為所述angr框架支持的二進(jìn)制格式的第一文件；

步驟s103，加載所述第一文件到所述angr框架中并對(duì)所述第一文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，根據(jù)所述符號(hào)執(zhí)行分析結(jié)果輔助判斷所述android應(yīng)用是否存在漏洞。

由圖1所示可知，本實(shí)施例的文件轉(zhuǎn)換方法，獲取android應(yīng)用的dex文件，將dex文件轉(zhuǎn)換為angr框架支持的二進(jìn)制格式的第一文件，并加載到angr框架中，對(duì)第一文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，根據(jù)符號(hào)執(zhí)行分析結(jié)果輔助判斷待檢測(cè)android應(yīng)用是否存在漏洞。解決了目前angr框架不能識(shí)別android應(yīng)用的可執(zhí)行文件，無(wú)法對(duì)android應(yīng)用進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析的問(wèn)題，為android應(yīng)用的漏洞檢測(cè)提供了新的解決方案，幫助提升android應(yīng)用的安全性，避免android移動(dòng)終端的用戶(hù)隱私數(shù)據(jù)被攻擊者竊取，改善android移動(dòng)終端的用戶(hù)體驗(yàn)。

下面結(jié)合圖2至圖4對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的文件轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行具體說(shuō)明。

針對(duì)現(xiàn)有的angr框架無(wú)法加載android應(yīng)用的可執(zhí)行文件的不足，本實(shí)施例根據(jù)android代碼的特點(diǎn)，提出一種針對(duì)android應(yīng)用的可執(zhí)行文件的轉(zhuǎn)換方法，即，對(duì)android應(yīng)用的可執(zhí)行文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。

具體的，參見(jiàn)圖2，首先，獲取一個(gè)待檢測(cè)的android應(yīng)用；

然后，對(duì)該android應(yīng)用進(jìn)行文件轉(zhuǎn)換生成exe可執(zhí)行文件。

由于exe可執(zhí)行文件是angr框架支持的二進(jìn)制文件格式，從而能夠?qū)ndroid應(yīng)用對(duì)應(yīng)的exe可執(zhí)行文件加載到angr框架中。

最后，基于angr框架對(duì)exe可執(zhí)行文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，進(jìn)而輔助判斷待檢測(cè)android應(yīng)用是否存在漏洞。

文件轉(zhuǎn)換是本實(shí)施例的重點(diǎn)，接下來(lái)進(jìn)行具體說(shuō)明。

參見(jiàn)圖3，首先，獲取android應(yīng)用的apk文件；android系統(tǒng)中apk文件是android安裝包。

其次，在得到apk文件之后，通過(guò)apk工具對(duì)其進(jìn)行解壓縮處理，得到一個(gè)完整的android項(xiàng)目。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中是以通過(guò)apk工具對(duì)apk文件進(jìn)行解壓縮處理為例進(jìn)行的示意性說(shuō)明，但不限于此，實(shí)際應(yīng)用中可以使用任何能夠?qū)pk文件進(jìn)行解壓縮處理的工具。

參見(jiàn)圖3，解壓縮之后得到的android項(xiàng)目主要包括meta-inf文件、res文件、xml文件、dex文件以及arsc文件。

其中，meta-inf文件是apk簽名文件，用來(lái)保證apk包的完整性和系統(tǒng)的安全性。

res文件用來(lái)存放android項(xiàng)目的各種資源文件，并且不同的資源文件存放在不同的目錄中。res目錄下又有下一級(jí)目錄，例如，主要存放布局文件的layout目錄，主要存放菜單文件的menu目錄，主要存放應(yīng)用程序默認(rèn)的資源文件的values目錄。

xml文件主要是指androidmanifest.xml，androidmanifest.xml是android應(yīng)用的全局配置文件。

arsc文件用來(lái)存放編譯后的二進(jìn)制資源文件，并且記錄資源文件和資源id的映射關(guān)系。

dex文件是編譯生成的dalvik字節(jié)碼文件，它只能在dalvik虛擬機(jī)上運(yùn)行，并且dalvik虛擬機(jī)與java虛擬機(jī)并不兼容。

最后，從得到的android項(xiàng)目中提取出dex文件。

也就是說(shuō)，本實(shí)施例中是從android項(xiàng)目中提取出可執(zhí)行文件dex文件以便后續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。

在得到dex文件之后，參見(jiàn)圖4，圖4中示意了dex文件到windows系統(tǒng)的可執(zhí)行文件exe文件的轉(zhuǎn)換流程。即，通過(guò)將dex文件反編譯成java的jar文件之后，再將jar文件轉(zhuǎn)換為windows系統(tǒng)的可執(zhí)行文件exe文件。

圖4所示的文件轉(zhuǎn)換又可以細(xì)分反編譯和重新編譯兩部分。

反編譯是將android的可執(zhí)行文件dex文件反編譯為初始的java文件包，即，將classes.dex轉(zhuǎn)化成jar文件。

這一部分所使用的工具是dex2jar，dex2jar是一款針對(duì)android平臺(tái)dex文件的反編譯工具。經(jīng)過(guò)反編譯之后得到的jar文件雖然不是標(biāo)準(zhǔn)的java代碼文件，但是可以通過(guò)下一步的重新編譯將其編譯為exe文件。

重新編譯是將上一步所得到的jar文件編譯轉(zhuǎn)換為windows系統(tǒng)上的可執(zhí)行文件exe文件。

這一部分所使用的工具是jar2exe，jar2exe工具的工作原理是使用jni接口啟動(dòng)java虛擬機(jī)，并在此基礎(chǔ)上提供其他高級(jí)功能，jar2exe可以生成控制臺(tái)程序、windows窗口程序以及windowsnt服務(wù)程序三種類(lèi)型的可執(zhí)行文件。在重新編譯的過(guò)程中通過(guò)使用控制臺(tái)程序便可實(shí)現(xiàn)從jar文件到exe可執(zhí)行文件的轉(zhuǎn)化。

windows系統(tǒng)上的可執(zhí)行文件exe文件可以直接加載到angr框架，之后在angr框架上進(jìn)行后續(xù)的符號(hào)執(zhí)行分析。

接下來(lái)對(duì)angr框架上的符號(hào)執(zhí)行分析過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

angr框架集成了一些現(xiàn)有的漏洞分析技術(shù)，同時(shí)使用不同的模塊實(shí)現(xiàn)不同的功能，因此，可以很容易對(duì)已有的分析技術(shù)進(jìn)行比較，并且能利用不同分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

其簡(jiǎn)要處理過(guò)程是：首先，將二進(jìn)制程序(例如，圖4所示的exe執(zhí)行文件)加載到angr框架中；再將二進(jìn)制文件的代碼轉(zhuǎn)換成中間語(yǔ)言(intermediaterepresentation，簡(jiǎn)稱(chēng)ir)；接著進(jìn)一步分析程序，其中包括對(duì)程序的靜態(tài)分析或動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行分析。

angr主要包括以下幾個(gè)模塊：

二進(jìn)制程序加載模塊(cle)，其將一個(gè)二進(jìn)制程序加載到分析平臺(tái)中，其中包括exe可執(zhí)行文件；

中間表示模塊(ir)，將二進(jìn)制代碼翻譯成中間語(yǔ)言，其中間語(yǔ)言vex使angr可以在不同架構(gòu)上分析二進(jìn)制程序；

程序狀態(tài)表示模塊(simuvex)，表示程序的狀態(tài)，并且simuvex中的simstate實(shí)現(xiàn)了一組狀態(tài)插件的集合，如寄存器、抽象內(nèi)存以及符號(hào)內(nèi)存等，這些插件的狀態(tài)可以由用戶(hù)指定；

數(shù)據(jù)模型模塊(claripy)，其為存儲(chǔ)在simstate的寄存器或存儲(chǔ)器中的值提供抽象表示；

完整程序分析模塊，將所有的模塊組合起來(lái)使得angr可以進(jìn)行復(fù)雜且完整的程序分析。

其中，二進(jìn)制程序加載模塊(cle)是angr框架的入口，通過(guò)cle模塊，可以將本實(shí)施例的android應(yīng)用的字節(jié)碼文件dex文件轉(zhuǎn)換成的exe可執(zhí)行文件加載到angr框架進(jìn)行后續(xù)的符號(hào)執(zhí)行分析。

符號(hào)執(zhí)行能夠在復(fù)雜的數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系中發(fā)現(xiàn)變量之間本質(zhì)的約束關(guān)系，比污點(diǎn)傳播分析以及模糊測(cè)試等方法精度高，這種精確的變量代數(shù)關(guān)系能幫助理解程序的內(nèi)在邏輯；在模擬程序運(yùn)行的過(guò)程中，符號(hào)執(zhí)行還會(huì)精確記錄執(zhí)行路徑上所有的約束條件，可以提高控制流分析中路徑可達(dá)性問(wèn)題判定的精確性。

需要說(shuō)明的是，基于angr框架的符號(hào)執(zhí)行分析是現(xiàn)有技術(shù)，因而在將由android應(yīng)用的字節(jié)碼文件dex文件轉(zhuǎn)換成的exe可執(zhí)行文件加載到angr框架后的符號(hào)執(zhí)行分析可以參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種文件轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)框圖，參見(jiàn)圖5，本實(shí)施例的文件轉(zhuǎn)換裝置500，應(yīng)用于二進(jìn)制文件分析框架angr中，包括：

文件獲取模塊501，用于獲取待檢測(cè)的android應(yīng)用的dex文件；

文件轉(zhuǎn)換模塊502，用于將所述dex文件轉(zhuǎn)換為所述angr框架支持的二進(jìn)制格式的第一文件；

檢測(cè)確定模塊503，用于加載所述第一文件到所述angr框架中并對(duì)所述第一文件進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，根據(jù)所述符號(hào)執(zhí)行分析結(jié)果輔助判斷所述android應(yīng)用是否存在漏洞。

一個(gè)實(shí)施例中，文件獲取模塊501，具體用于獲取待檢測(cè)的android應(yīng)用的安裝包apk文件，解壓所述apk文件并提取其中的dex文件。

一個(gè)實(shí)施例中，文件轉(zhuǎn)換模塊502，具體用于反編譯所述dex文件得到j(luò)ava歸檔文件jar文件；重新編譯所述jar文件得到二進(jìn)制格式的exe文件。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例的文件轉(zhuǎn)換裝置是和前述實(shí)施例中的文件轉(zhuǎn)換方法相對(duì)應(yīng)的，因此，本實(shí)施例中文件轉(zhuǎn)換裝置的工作過(guò)程可以參見(jiàn)前述方法實(shí)施例中的說(shuō)明，在此不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的文件轉(zhuǎn)換方法和裝置實(shí)現(xiàn)了針對(duì)android應(yīng)用進(jìn)行文件轉(zhuǎn)換，將android應(yīng)用的字節(jié)碼文件dex轉(zhuǎn)換成windows平臺(tái)下的可執(zhí)行文件exe，加載到angr框架中進(jìn)行后續(xù)的符號(hào)執(zhí)行分析的有益效果。解決了angr框架因無(wú)法對(duì)android系統(tǒng)的安裝包apk文件以及可執(zhí)行文件dex導(dǎo)入和讀取而無(wú)法對(duì)android系統(tǒng)的應(yīng)用程序進(jìn)行符號(hào)執(zhí)行分析，進(jìn)而輔助進(jìn)行漏洞檢測(cè)的問(wèn)題，幫助提升了android系統(tǒng)的可靠性和安全性。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行其他的改進(jìn)或變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。