如何使用自定義類加載器防止代碼被反編譯破解

前言

最近和朋友聊天，他接了個外包項目，他問我有沒有辦法讓自己的源碼不被反編譯破解，我就跟他說可以對代碼進行混淆和加密。今天我們就來聊聊如何通過對代碼進行加密實現代碼防反編譯，至於混淆因為可以直接利用proguard-maven-plugin進行配置實現，相對比較簡單，就不在本文論述

代碼防編譯整體套路

1、編寫加密工具類

@Slf4j
public class EncryptUtils {

    private static String secretKey = "test123456lyb-geek"+System.currentTimeMillis();

    private EncryptUtils(){}


    public static void encrypt(String classFileSrcPath,String classFileDestPath) {
        System.out.println(secretKey);
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;

        try {
            fis = new FileInputStream(classFileSrcPath);
            fos = new FileOutputStream(classFileDestPath);
            int len;
            String[] arrs = secretKey.split("lyb-geek");
            long key = Long.valueOf(arrs[1]);
            System.out.println("key:"+key);
            while((len = fis.read())!=-1){
              byte data = (byte)(len + key + secretKey.length());
              fos.write(data);
            }
        } catch (Exception e) {
           log.error("encrypt fail:"+e.getMessage(),e);
        }finally {
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if(fos != null){
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

}

2、對需要防止被反編譯代碼加密

 public static void main(String[] args) {
        String classFileSrcPath = classFileSrcPath("UserServiceImpl");
        System.out.println("classFileSrcPath:--->"+classFileSrcPath);
        String classFileDestDir = ServiceGenerate.class.getClassLoader().getResource("META-INF/services/").getPath();
        System.out.println("classFileDestDir:--->"+classFileDestDir);
        String classFileDestPath = classFileDestDir + "com.github.lybgeek.user.service.impl.UserServiceImpl.lyb";
        EncryptUtils.encrypt(classFileSrcPath,classFileDestPath);
    }

3、對加密代碼進行反編譯驗證

打開反編譯工具jd-gui，把加密的代碼拖入jd-gui

打不開，至少說明不能用jd-gui來反編譯加密過的代碼。

我們打開正常的編譯的class文件，其內容形如下

從內容我們大概還是能看出一些東西，比如包名啥的。而打開加密后的文件，其內容如下

內容宛若天書

思考一：代碼都被加密了，那jvm如何識別？

答案：既然有加密，自然可以通過解密來使用。那這個解密得存放在什么地方進行解密？

如果對類加載有一定了解的朋友，就會知道java的class文件是通過類加載器把class加載入jvm內存中，因此我們可以考慮把解密放在類加載器中。常用的類加載有啟動類加載器、擴展類加載器、系統類加載。我們正常classpath路徑下的類都是通過系統類加載器進行加載。而不巧這三個jdk提供的加載器沒法滿足我們的需求。因此我們只能自己實現我們的類加載器。其自定義加載器代碼如下

@Slf4j
public class CustomClassLoader extends ClassLoader{

    /**
     * 授權碼
     */
    private String secretKey;

    private String SECRETKEY_PREFIX = "lyb-geek";


    /**
     * class文件的根目錄
     */
    private String classRootDir = "META-INF/services/";

    public CustomClassLoader(String secretKey) {
        this.secretKey = secretKey;
    }


    public String getClassRootDir() {
        return classRootDir;
    }

    public void setClassRootDir(String classRootDir) {
        this.classRootDir = classRootDir;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

        Class<?> clz = findLoadedClass(name);
        //先查詢有沒有加載過這個類。如果已經加載，則直接返回加載好的類。如果沒有，則加載新的類。
        if(clz != null){
            return clz;
        }else{
            ClassLoader parent = this.getParent();
            clz = getaClass(name, clz, parent);

            if(clz != null){
                return clz;
            }else{
                clz = getaClass(name);
            }

        }

        return clz;

    }

    private Class<?> getaClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> clz;
        byte[] classData = getClassData(name);
        if(classData == null){
            throw new ClassNotFoundException();
        }else{
            clz = defineClass(name, classData, 0,classData.length);
        }
        return clz;
    }

    private Class<?> getaClass(String name, Class<?> clz, ClassLoader parent) {
        try {
            //委派給父類加載
            clz = parent.loadClass(name);
        } catch (Exception e) {
           //log.warn("parent load class fail："+ e.getMessage(),e);
        }
        return clz;
    }

    private byte[] getClassData(String classname){
        if(StringUtils.isEmpty(secretKey) || !secretKey.contains(SECRETKEY_PREFIX) || secretKey.split(SECRETKEY_PREFIX).length != 2){
            throw new RuntimeException("secretKey is illegal");
        }
        String path = CustomClassLoader.class.getClassLoader().getResource("META-INF/services/").getPath() +"/"+ classname+".lyb";
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream bas = null;
        try{
            is  = new FileInputStream(path);
            bas = new ByteArrayOutputStream();
            int len;
            //解密
            String[] arrs = secretKey.split(SECRETKEY_PREFIX);
            long key = Long.valueOf(arrs[1]);
          //  System.out.println("key:"+key);
            while((len = is.read())!=-1){
                byte data = (byte)(len - key - secretKey.length());
                bas.write(data);
            }
            return bas.toByteArray();
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }finally{
            try {
                if(is!=null){
                    is.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                log.error("encrypt fail:"+e.getMessage(),e);
            }
            try {
                if(bas!=null){
                    bas.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }


}

通過如下方式進行調用

 public static void main(String[] args) throws Exception{
        CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader("test123456lyb-geek1603895713759");
        Class clz = customClassLoader.loadClass("com.github.lybgeek.user.service.impl.UserServiceImpl");
        if(clz != null){
            Method method = clz.getMethod("list", User.class);
            method.invoke(clz.newInstance(),new User());
        }
    }

思考二：通過自定義加載器加載過的類如何整合進行spring？

答案： 通過spring提供的擴展點進行ioc容器注入

1、編寫bean定義，並注冊注冊bean定義

@Component
public class ServiceBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        Object secretKey = YmlUtils.getValue("lyb-geek.secretKey");
        if(ObjectUtils.isEmpty(secretKey)){
            throw new RuntimeException("secretKey can not be null,you maybe need to config in application.yml with key lyb-geek.secretKey");
        }
        registerBean(beanFactory,secretKey.toString());

//        setClassLoader(beanFactory,secretKey.toString());
    }

    /**
     * 如果項目中引入了>spring-boot-devtools，則默認加載器為org.springframework.boot.devtools.restart.classloader.RestartClassLoader
     * 此時如果使用自定加載器，則需把bean的類加載器變更為AppClassLoader
     * @param beanFactory
     */
    private void setClassLoader(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory,String secretKey) {

        CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader(secretKey);
        beanFactory.setBeanClassLoader(customClassLoader.getParent());
    }

    private void registerBean(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory,String secretKey){
        DefaultListableBeanFactory defaultListableBeanFactory = (DefaultListableBeanFactory) beanFactory;
        BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(UserService.class);
        GenericBeanDefinition definition = (GenericBeanDefinition) builder.getRawBeanDefinition();
        definition.getPropertyValues().add("serviceClz",UserService.class);
        definition.getPropertyValues().add("serviceImplClzName", "com.github.lybgeek.user.service.impl.UserServiceImpl");
        definition.getPropertyValues().add("secretKey", secretKey);
        definition.setBeanClass(ServiceFactoryBean.class);
        definition.setAutowireMode(GenericBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE);
        String beanId = StringUtils.uncapitalize(UserService.class.getSimpleName());
        defaultListableBeanFactory.registerBeanDefinition(beanId, definition);
    }

}

2、如果是接口注入，還需通過FactoryBean進行狸貓換太子

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class ServiceFactoryBean <T> implements FactoryBean<T> , ApplicationContextAware, InitializingBean {

    private ApplicationContext applicationContext;

    private Class<T> serviceClz;

    private String serviceImplClzName;

    private String secretKey;

    private Object targetObj;

    @Override
    public T getObject() throws Exception {
        return (T) targetObj;
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return serviceClz;
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        targetObj = ServiceFactory.create(secretKey,serviceImplClzName,applicationContext);

    }

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }
}

3、驗證是否整合成功

驗證示例代碼

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {


    @Autowired
    private UserService userService;

    @PostMapping(value = "/save")
    public User save(User user){
		User newUser = userService.save(user);
		return newUser;
    }
    }

能夠正常輸出，說明整合成功

總結

上述的例子只是提供一個思路，並不能完全杜絕代碼被反編譯。因為如果真想進行反編譯，其實可以先通過反編譯你自定義的類加載器，然后通過解密方式，去逆推加密算法，從而還原加密類。要杜絕代碼被反編譯的思路有如下

• 提高反編譯的成本，比如對自定義類加載再次加密，編寫復雜的加密算法

• 編寫讓人沒有欲望反編譯的代碼，比如寫一堆垃圾代碼

demo鏈接

https://github.com/lyb-geek/springboot-learning/tree/master/springboot-code-authorization