用ProGuard混淆Android代码

一、什么是ProGuard

为了保证代码的可读性，编写的函数或者变量一般都使用有意义的名字，一看到函数名就知道这个函数是干什么的，一看到变量名就知道这个变量存放的值代表什么含义。这样，对于以后代码的维护会有很多的好处，将代码交接给别人维护也会非常的方便。

但是Android应用是用Java代码写的，最后这些代码会被编译成一个包含Dalvik指令的dex文件，并且所有的函数名、变量名都会原封不动的保留在dex文件中。对于某些居心叵测的人，可以使用dex2jar和jd-gui试着反推出原始的Java代码或者程序的大致逻辑，然后用apktool修改代码并重新打包。这时候，清晰的函数名和变量名将会给这些黑客以很大的帮助。

拿我写的一个应用来说，在没有经过任何处理的情况下，用dex2jar将apk文件转换成jar文件后，再用jd-gui将其打开：

可以看到，其实现的逻辑几乎一览无疑，想要了解背后的实现原理，根本没有任何难度。

那么有没有什么办法既能保证原始代码的可读性，又可以防止这些有用的信息被包含在编译后的代码中，从而泄露给其他的人呢？Google为此提供了一个ProGuard的工具。

ProGuard是在Android SDK中提供的一个免费的开源工具，它能够使用语义上隐晦的名称来重命名代码中的类、变量和函数等，达到混淆代码的功能。

二、如何使用ProGuard

当在 Eclipse 中创建一个新的 Android 工程时，在工程目录的根路径下，会有一个 project.properties 文件，将其打开，可以看到下面的两行：

#To enable ProGuard to shrink and obfuscate your code, uncomment this (available properties: sdk.dir, user.home):
#proguard.cOnfig=${sdk.dir}/tools/proguard/proguard-android.txt:proguard-project.txt

所以，默认情况下， ProGuard 是被关闭的，如果想打开的话，将 proguard.config 前面的井号（“ # ”）去掉就行了。

可以看到，在这个配置项中指定了两个文件。第一个位于Android SDK中，它是Android为所有项目定义的一个通用的配置文件；而第二个位于本工程的根目录下（项目创建时，会在根目录下自动创建一个proguard-project.txt配置文件），其里面的内容是空的，如果第一个通用配置文件无法满足你的需要，还需要专门为你自己的项目添加配置项的话，可以加在这个文件中。一般情况下，通用配置文件已经够用了，并不需要对项目进行特殊的定制。

到此，我们已经通过简单的配置，在Eclipse工程中打开了ProGuard工具混淆Android代码的功能。当你下次在Eclipse中导出你的Android应用时，ProGuard会自动混淆你的代码：

ProGuard只在release模式下编译应用程序才会起作用。而如果在debug模式下编译的话，并不会触发ProGuard对代码进行混淆。

下面我们来看看混淆的效果，还是同样的工程，当开启ProGuard混淆功能后，经过dex2jar处理，在jd-gui中看到的结果如下：

可以看出来，相对于前面来说，混淆过后的代码，其函数和变量名都被替换成了没有任何含义的a、b、c、d等字母，单纯看函数名和变量名已经没法猜出其具体作用了。

当你通过Eclipse导出了一个通过ProGuard混淆过的apk后，会在项目的根目录下创建一个叫做proguard的目录，自动生成四个文件：

1）dump.txt：描述apk内所有类文件的内部结构。

2）mapping.txt：列出了原始的类、方法和变量名与混淆后代码间的映射关系。这个文件非常重要，如果你的代码产生bug的话，那么在log中显示的是混淆后的代码。如果希望定位到原始的源代码的话，可以根据记录在mapping.txt文件中的映射关系进行反推。

3）seeds.txt：列出了没有被混淆的类和成员函数及变量。

4） usage.txt ： 列出了被删除的无用代码。

注意，对于下列几种情况，ProGuard不会对代码进行混淆：

1） 反射用到的类；

2） 在AndroidManifest.xml文件中引用到的类；

3） 需要使用JNI调用的类。

三、如何配置ProGuard

其实 ProGuard 的配置文件主要用来告诉 ProGuard ，项目中的哪些代码是不能被混淆的。要想保证代码的某些部分不被 ProGuard 混淆，必须要在配置文件中添加一些以 -keep 打头的配置项，一共有 6 种关键字，它们的区别和含义如下：

ProGuard在对代码混淆的同时，还会剔除一些无用的代码，也就是从任何调用路径都无法被执行的代码，这样做的好处是可以有效减小应用程序的大小。第一列的关键词可以保证指定的代码不被改名也不会被剔除，即使没有用；第二列的关键词只保证指定代码不会被改名，但如果ProGuard判断这些代码没有用的话，任然会将其删除掉。

这6个关键字后面都要包含一个类规格（Class Specification），说明作用的范围，如：

-keep class_specification

这个所谓的类规格是一个非常复杂的概念，其大致定义如下：

[[!]public|final|abstract ...] [!]interface|class|enum classname
    [extends|implements classname]
[{
    [[!]public|private|protected|static|volatile|transient ...]  |
                                                       (fieldtype fieldname);
    [[!]public|private|protected|static|synchronized|native|abstract ...]  |
                                                        (argumenttype,...) |                                                                          (returntype methodname(argumenttype,...));
    [[!]public|private|protected|static ... ] *;
    ...
}]

是不是觉得非常复杂？下面我们来解释一下。表达式中的方括号（“ [ ] ”）表示里面的内容是可选的，可以有也可以没有；省略号（“ … ”）表示前面的内容均可以以任何次序和组合同时使用；竖线（“ | ”）表示这些选项只能出现一个。

表达式中的class关键字表示任何接口类、抽象类和普通类；interface关键字表示只能是接口类；enum关键字表示只能是枚举类。如果在interface和enum关键字前面加上感叹号（“!”）分别表示不是接口类的类和不是枚举类的类。class关键字前面是不能加感叹号的。

对于类名（classname）来说，可以是类全名，或者可以包含以下一些特殊字符的正则表达式：

1）？：问好代表一个任意字符，但不能是句号（“.”，因为句号是包名分隔符）；

2）*：单个星号代表任意个任意字符，但不能代表句号；

3 ） ** ：两个星号代表任意个任意字符，且能代表句号。
对于单个星号来说，如果类名部分只有一个星号，不包含其它任何字符，为了保证兼容性，其代表任何类，就跟两个星号的作用一样了。

extends和implements表示限定类一定要扩展自一个指定类或者实现了一个指定接口类，这时候通常类名部分是一个星号。

对于类中的成员变量（Fields）来说，可以通过变量类型fieldtype和变量名fieldname来精确指定，也可以通过表示类中的任何成员变量。

对于类中的成员函数（Methods）来说，可以通过返回类型returntype、方法名methodname和参数类型argumenttype来唯一限定，也可以通过来表示类中的任何成员函数。

对于类的构造函数来说，可以用加上构造函数的参数来指定。

星号（“*”）可以匹配类中的任何成员变量和函数。

对于类中的成员函数名methodname和成员变量名fieldname来说也可以使用通配符来匹配，同样问号（“？”）可以匹配一个任意字符，而星号（“*”）可以匹配任意多个任意字符。

对于类中的成员变量的类型、成员函数的返回类型和参数类型，以及构造函数的参数类型来说，可以使用下面这些通配符来匹配：

1） %：匹配任何原始类型，如boolean、int等，但不包括void；

2） ？：匹配一个任意字符，不包括句号；

3） *：匹配任意个任意字符，不包括句号；

4） **：匹配任意个任意字符，包括句号；

5） ***：匹配任意类型，包括原始类型和非原始类型，数组类型和非数组类型；

6） … ：匹配任何数目个任何类型的参数。

在类名前、类中成员变量和成员函数名前，可以加上访问限定符（如public、private、protected等，修饰类、成员变量和成员函数的访问限定符各不相同）。如果加上了访问限定符后，就表示要匹配的类、成员变量或成员函数的定义中必须包含这些限定符。如果在限定符前面加上感叹号“!”，则刚好相反，定义中必须不包含这些限定符。

事实上还可以加上对特定类型注释（Annotation）的限定条件，但一般用不到，这里就不再多说了。

作为例子，我们可以看看Android SDK中已经为我们预定义的一些ProGuard规则。这些规则保证一般的Android应用不需要任何配置就可以使用ProGuard进行混淆，并且混淆后的代码还可以无错误的运行，具体解释请看注释：

#两个特定的类不能被混淆和删除
-keep public class com.google.vending.licensing.ILicensingService
-keep public class com.android.vending.licensing.ILicensingService
#所有包含JNI调用的类以及其内部的成员都不能被混淆
-keepclasseswithmembernames class * {
    native ;
}
#扩展自android.view.View类的任何public类的setter和getter方法都不能被混淆和删除
-keepclassmembers public class * extends android.view.View {
   void set*(***);
   *** get*();
}
#扩展自android.app.Activity类的任何类中访问属性是public，返回值是void，参数是android.view.View类型的所有函数都不能被混淆或删除
-keepclassmembers class * extends android.app.Activity {
   public void *(android.view.View);
}
#任何枚举类中的values和valueOf静态方法都不能被混淆和删除
-keepclassmembers enum * {
    public static **[] values();
    public static ** valueOf(java.lang.String);
}
#实现了android.os.Parcelable接口类的任何类，以及其内部定义的Creator内部类类型的public final静态成员变量，都不能被混淆和删除
-keep class * implements android.os.Parcelable {
  public static final android.os.Parcelable$Creator *;
}
#所有自动生成的R类中的public静态成员变量
-keepclassmembers class **.R$* {
    public static ;
}

最后总结一下，ProGuard是一个非常方便的代码混淆工具。只需要在你的项目开发过程中，花一点点时间将其集成进去，并稍微多做一下测试，就可以起到很好的效果，可以极大的增加破解的难度，建议大家多多使用。