[안드로이드] ApkStudio로 앱 디컴파일&리패키징하기

안드로이드와 같이 VM(Virtual Machine)환경에서 동작되는 프로그램들은 디컴파일(Decompile)이 비교적 용이하다는 특징이있다. 소스코드를 컴파일 할 때, C/C++ 과 같이 바로 기계어로 번역되는게 아니라, VM이 이해할 수 있는 바이트코드(Bytecode)로 컴파일이 되고, VM에서 실행될 때 내부에 있는 컴파일러로 한번 더 컴파일해서 기계어로 번역하게된다. 즉, VM내부에서 한번 더 컴파일이 되어야하기 때문에 소스코드에 있는 각종 심볼들이 바이트코드에 담기게 되고, 이를 활용하면 원시코드를 쉽게 유추할 수 있게된다. 

 

자바를 이용해서 안드로이드 앱을 개발할 경우, 컴파일하면 *.java -> *.class -> *.dex  순으로 컴파일된다. 본래 class 파일은 JVM(Java Virtual Machine)에서 실행하기 위한 바이트코드이지만 이대로 안드로이드에서 실행할 순 없기 때문에, 안드로이드 VM(Dalvik 혹은 ART)을 위한 dex 바이트코드로 변환하는 과정이 필요하다. 그래서 안드로이드 앱을 디컴파일하기 위해서는 *.dex 파일을 *.class 파일로 변환해주고, java로 디컴파일하면 원본 소스가 어느 정도 복원된다. 이 때 복원된 소스는 바이트코드를 보고 일종의 유추를 한 것이기 때문에, 디컴파일러마다 소스코드가 다르게 번역될 수 있고, 이렇게 복원된 소스를 수정해서 다시 재 컴파일하기에는 무리가 있다. 

 

앱 디컴파일에 사용되는 툴은 정말 다양하며, 무료로 제공되는 툴 뿐만 아니라, IDA 처럼 정척 & 동적 분석이 모두가능하며, 많은 기능을 제공해주는 JEB와 같은 프로그램도 존재한다. JEB가 정말 강력한 툴이지만, 어마어마한 라이센스 비용을 지불해야하기 때문에, 해당 포스트에서는 무료로 제공되는 툴들을 엮어서 쉽게 앱 디컴파일을 할 수 있도록 해주는 ApkStudio라는 프로그램에 대해 소개한다.

 

1. 설치(Installation)

다운로드 링크 : https://github.com/vaibhavpandeyvpz/apkstudio/releases

vaibhavpandeyvpz/apkstudio

해당 링크로 들어가서 컴퓨터에 맞는 버전을 다운받고, 압축을 풀면된다.

 

[그림 1] apkstudio 설정

 

처음 실행시키면 [그림 1]과 같이 초기설정을 해줘야한다. 앞에서 설명했던 것 처럼, ApkStudio는 여러 무료 툴들을 엮어주는 프로그램이기 때문에 해당 툴들을 다운받고, 경로 지정을 해줘야한다. 오른쪽에 "Get it here!"을 클릭하면, 툴 별로 다운로드 할 수 있는 페이지로 연결되며, [그림 1]처럼 해당 툴의 실행파일을 연결해주면 된다. Java의 경우, 설치한 다음 환경변수로 JAVA_HOME 을 JDK가 설치된 경로로 설정해줘야 Jadx가 정상적으로 실행된다. 

 

[그림 2] console

보면 알겠지만, 각자 역할이 다른 툴들을 ApkStudio가 클릭 한번으로 명령어를 연속적으로 실행시켜서 사용자가 번거롭게, 각 툴들을 따로 실행하지 않아도 되게끔 해준다. 그렇게 대단한건 아니지만, 클릭 한번으로 명령어를 타이핑해야 하는 귀찮음을 해소해주기에 상당히 편리하다. 혹여 에러가 발생했다면 아래의 [그림 2]와 같이 ApkStudio 아래에 있는 Console 창을 보면, 어떤 명령어에서 어떤 에러가 발생했는지 각 툴에서 출력을 해주기 때문에 참고하면 된다. 

 

2. 앱 디컴파일(Application Decompile)

 

[그림 3] Apk Open

설정이 완료되었다면, 아래 [그림 3]의 왼쪽에 보이는 안드로이드 아이콘을 클릭하면 apk를 열 수 있다. 

 

[그림 4] decompile options

apk 파일을 선택하고 나면 [그림 4]와 같이 디컴파일 옵션을 선택할 수 있다. 아무것도 체크를 하지 않을 경우, *.dex 파일까지만 추출이 된다. 원하는 옵션을 선택한 뒤, Decompile 버튼을 클릭하면 된다.

 

[그림 5] decompile complete

디컴파일이 완료되면, [그림 5]와 같이 프로젝트가 생성된다. smali는 dex의 바이트코드를 사람이 읽을 수 있도록 변환해둔 코드로, 어셈블리어와 형태가 유사하다. bytecode와 1:1로 mapping이 되어있기 때문에, 만약 코드를 수정해서 리패키징 하고싶다면, 이 smali를 수정하면 된다.

smali bytecode : https://source.android.com/devices/tech/dalvik/dalvik-bytecode#instructions

Dalvik 바이트 코드  |  Android Open Source Project

resources는 *.xml 파일들을 말하고, Decompile java에 체크를 하면, *.dex -> *.java로 디컴파일까지 해서 sources 디렉토리에 저장한다. 앞에서 말했듯이, 디컴파일러가 일종의 유추를 한 것이기 때문에, 디컴파일러마다 다른 결과가 나오기도 한다. 따라서 해당 코드를 수정하는 것엔 무리가 있고, 분석용으로만 사용해야 한다. 

 

3. 앱 리패키징(Application Repackaging)

[그림 6] build

디컴파일한 앱을 수정하고, 다시 리패키징해서 apk 파일로 만들고 싶을 경우, [그림 6]과 같이 Project->Build 를 클릭하면 된다. 

 

[그림 7] build complete

문제없이 빌드가 됐으면, 같은 디렉토리에 dist라는 디렉토리가 생성되고 거기에 base.apk 라는 파일이 생성된다. 이렇게 apk가 만들어졌지만, 스마트폰에 설치하기 위해서는 앱 사이닝(Siging)을 해줘야 한다. 

 

[그림 9] Sign

base.apk 파일을 마우스로 클릭한 상태에서, Project->Sign/Export 를 클릭하고, 빈 칸을 채워주면 된다. 사전에 저장해둔 Keystore가 있다면 Browse 버튼을 눌러서 불러오면 되고, 없다면 그냥 비워두고, 아래 빈칸들을 채워주면 된다. 해당 앱을 배포할 목적이라면 해당 내용이 굉장히 중요하겠지만, 단순히 분석하기 위해서는 대충 적당한 것들로 채워두면 된다. 그리고 Sign 버튼을 누르면 최종적으로 apk 파일에 서명이 된다. 

 

이렇게 만들어진 apk를 스마트폰에 설치하는 것 역시 ApkStudio에서 되는데, Project->Install 을 클릭해주면 현재 컴퓨터에 연결되어 있는 기기에 adb 명령어를 이용해서 자동으로 설치가 된다. 하지만, 기기가 2대 이상이거나 에뮬레이터가 같이 설치되어 있을 경우 잘 동작하지 않기 때문에, 그럴 경우 따로 명령프롬프트로 adb 명령어를 입력해서 수동으로 설치해주면 된다.

 

구글에서 Kotlin을 정식 언어로 채택하면서, 최근 앱들이 Kotlin을 이용해서 개발되는 경우가 많다. Kotlin 역시 컴파일을 하면 *.class 파일이 생성되기 때문에 마찬가지로 디컴파일이 되지만 Java 코드로 변환이 된다. 역시 분석할 때 참고해서 보면 되겠다.