Java混淆编译器（转apusic.com）

最近试用了几个Java混淆器(Java Obfuscator)，感觉没有一个完全另人满意的，于是想干脆自己写一个得了。翻了几页Java虚拟机规范之后突发奇想，别的混淆器都是在编译好的byte code上做文章，能不能从源码直接编译成经过混淆的class文件呢？就这样花了一个多星期的时间写了一个Java混淆编译器(Java Obfuscator Compiler)。


Q: 什么是混淆器？
A: 由于Java程序运行时是动态连接的，因此编译成的目标文件中包含有符号表，使得Java程序很容易被反编译，混淆器可以打乱class文件中的符号信息，使反向工程变得非常困难。


Q: 现有的混淆器有什么问题？
A: 现有的混淆器都是对编译好的class文件进行混淆，这样就需要编译和混淆两个步骤。并不是所有的符号都需要混淆，如果你开发的是一个类库，或者某些类需要动态装载，那些公共API就必须保留符号不变，这样别人才能使用你的类库。现有的混淆器提供了GUI或脚本的方式来对那些需要保留的符号名称进行配置，如果程序较大时配置工作变得很复杂，而程序一旦修改配置工作又要重新进行。某些混淆器能够调整字节码的顺序，使反编译更加困难，但我经历过混淆之后的程序运行出错的情况。


Q: Java混淆编译器是如何工作的？
A: Java混淆编译器是在Sun JDK中提供的Java编译器(javac)的基础上完成的，修改了代码生成过程，对编译器生成的中间代码进行混淆，最后再生成class文件，这样编译和混淆只需要一个步骤就可以完成。另外可以在源程序中插入符号保留指令来控制哪些符号需要保留，不需要单独的配置。


Q: 如何安装和运行JOC？
A: 下载joc.jar (http://www.apusic.com/product/cpsy.htm)，运行java -jar joc.jar就可以启动Java混淆编译器，joc的命令行参数和javac完全相同，但增加了一个新的参数-Xobfuscate，它的用法如下：
       -Xobfuscate:<level>
其中<level>指定混淆级别，可以是以下几种级别：
       -Xobfuscate:none        不进行混淆
       -Xobfuscate:private     对所有private访问级别的元素进行混淆
       -Xobfuscate:package     对所有private或package private元素进行混淆
       -Xobfuscate:protected   对所有private, package private, protected元素进行混淆
       -Xobfuscate:public      对所有的元素都进行混淆
       -Xobfuscate:all         相当于-Xobfuscate:public
如果使用-Xobfuscate不带级别参数，则相当于-Xobfuscate:package


Q: 如何使用符号保留指令？
A: 除了在命令行用-Xobfuscate参数控制符号混淆级别外，还可以在源代码中使用符号保留指令来控制那些符号需要保留，符号保留指令是一个Java文档注释指令，可以插入在类和类成员的文档注释中，例如：
       /**
        * This class should preserve.
        * @preserve
        */
       public class Foo {
           /**
            * You can specify which field should be preserved.
            * @preserve
            */
           private int x;


           /**
            * This field is not preserved.
            */
           private int y;


           /**
            * You can also preserve methods.
            * @preserve
            */
           public void hello() {}


           /**
            * This method is not preserved.
            */
           private void collect() {}
       }
如果没有@preserve指令，则根据混淆级别及成员的访问级别来确定符号是否保留。


对于类的符号保留指令可以附带一个保留级别参数，来控制类成员的符号保留，包括：
       @preserve            仅对类名进行保留，类成员的保留根据-Xobfuscate命令行参数决定
       @preserve public     保留所有public成员
       @preserve protected  保留所有public和protected成员
       @preserve package    保留所有public, protected, package private成员
       @preserve private    保留所有成员
       @preserve all        相当于@preserve private


Q: JOC有哪些限制？
A: 不支持分别编译，必须对所有的源文件进行混淆编译。




最后给出一个JOC混淆的效果：


源文件：


import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;


public class AboutBox extends JDialog
{
   public AboutBox()
   {
       initForm();
   }


   JPanel panel1 = new JPanel();
   JButton button1 = new JButton();
   JLabel jLabel2 = new JLabel();
   JTextArea jTextArea1 = new JTextArea();


   /**
    * NOTE: The following code is required by the form designer.
    * It can be modified using the form editor.  Do not
    * modify it using the code editor.
    */


   private void initForm()
   {
       this.setDefaultCloseOperation( WindowConstants.DISPOSE_ON_CLOSE );
       this.getContentPane().setLayout( new java.awt.CardLayout());
       this.setModal( true );
       this.setResizable( false );
       this.setTitle( "About..." );
       panel1.setLayout( null );
       button1.setText( "OK" );
       button1.setBounds( 272, 168, 88, 24 );
       panel1.add( button1 );
       jLabel2.setText( "File System Viewer for Swing 1.1.1" );
       jLabel2.setVerticalAlignment( SwingConstants.TOP );
       jLabel2.setBounds( 64, 32, 240, 56 );
       panel1.add( jLabel2 );
       jTextArea1.setFont( new java.awt.Font( "Dialog", 0, 10 ));
       jTextArea1.setLineWrap( true );
       jTextArea1.setOpaque( false );
       jTextArea1.setText( "This computer program is protected by copyright law." );
       jTextArea1.setWrapStyleWord( true );
       jTextArea1.setBounds( 8, 112, 256, 80 );
       panel1.add( jTextArea1 );
       this.getContentPane().add( panel1, "Card1" );
       this.setSize( 376, 228 );
       button1.addActionListener( new java.awt.event.ActionListener(){
               public void actionPerformed( java.awt.event.ActionEvent ev ){
                   button1_actionPerformed( ev );
               }});
   }


   private void button1_actionPerformed(ActionEvent ev)
   {
       this.dispose();
   }
}


经Javac编译后用JAD反编译的结果：


import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.*;
import javax.swing.text.JTextComponent;


public class AboutBox extends JDialog
{


   JPanel panel1;
   JButton button1;
   JLabel jLabel2;
   JTextArea jTextArea1;


   public AboutBox()
   {
       panel1 = new JPanel();
       button1 = new JButton();
       jLabel2 = new JLabel();
       jTextArea1 = new JTextArea();
       initForm();
   }


   private void initForm()
   {
       setDefaultCloseOperation(2);
       getContentPane().setLayout(new CardLayout());
       setModal(true);
       setResizable(false);
       setTitle("About...");
       panel1.setLayout(null);
       button1.setText("OK");
       button1.setBounds(272, 168, 88, 24);
       panel1.add(button1);
       jLabel2.setText("File System Viewer for Swing 1.1.1");
       jLabel2.setVerticalAlignment(1);
       jLabel2.setBounds(64, 32, 240, 56);
       panel1.add(jLabel2);
       jTextArea1.setFont(new Font("Dialog", 0, 10));
       jTextArea1.setLineWrap(true);
       jTextArea1.setOpaque(false);
       jTextArea1.setText("This computer program is protected by copyright law.");
       jTextArea1.setWrapStyleWord(true);
       jTextArea1.setBounds(8, 112, 256, 80);
       panel1.add(jTextArea1);
       getContentPane().add(panel1, "Card1");
       setSize(376, 228);
       button1.addActionListener(new ActionListener() {


           public void actionPerformed(ActionEvent actionevent)
           {
               button1_actionPerformed(actionevent);
           }


       });
   }


   private void button1_actionPerformed(ActionEvent actionevent)
   {
       dispose();
   }
}


经JOC混淆编译后用JAD反编译的结果：


import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.*;
import javax.swing.text.JTextComponent;


public class AboutBox extends JDialog
{


   JPanel _$1;
   JButton _$2;
   JLabel _$3;
   JTextArea _$4;


   public AboutBox()
   {
       _$1 = new JPanel();
       _$2 = new JButton();
       _$3 = new JLabel();
       _$4 = new JTextArea();
       _$1();
   }


   private void _$1()
   {
       2;
       this;
       JVM INSTR swap ;
       setDefaultCloseOperation();
       getContentPane().setLayout(new CardLayout());
       true;
       this;
       JVM INSTR swap ;
       setModal();
       false;
       this;
       JVM INSTR swap ;
       setResizable();
       "About...";
       this;
       JVM INSTR swap ;
       setTitle();
       _$1.setLayout(null);
       _$2.setText("OK");
       _$2;
       168;
       272;
       JVM INSTR swap ;
       24;
       88;
       JVM INSTR swap ;
       setBounds();
       _$1.add(_$2);
       _$3.setText("File System Viewer for Swing 1.1.1");
       _$3.setVerticalAlignment(1);
       _$3;
       32;
       64;
       JVM INSTR swap ;
       56;
       240;
       JVM INSTR swap ;
       setBounds();
       _$1.add(_$3);
       _$4;
       JVM INSTR new #13  <Class Font>;
       JVM INSTR dup ;
       0;
       "Dialog";
       JVM INSTR swap ;
       10;
       Font();
       setFont();
       _$4.setLineWrap(true);
       _$4.setOpaque(false);
       _$4.setText("This computer program is protected by copyright law.");
       _$4.setWrapStyleWord(true);
       _$4;
       112;
       8;
       JVM INSTR swap ;
       80;
       256;
       JVM INSTR swap ;
       setBounds();
       _$1.add(_$4);
       getContentPane().add(_$1, "Card1");
       376;
       this;
       JVM INSTR swap ;
       228;
       setSize();
       _$2.addActionListener(new IIlIlIIIIlllIIII(this));
       return;
   }


   private void _$1(ActionEvent actionevent)
   {
       dispose();
   }




/*
   static void access$0(AboutBox aboutbox, ActionEvent actionevent)
   {
       actionevent;
       aboutbox;
       JVM INSTR swap ;
       _$1();
       return;
   }


*/


// Unreferenced inner classes:


/* anonymous class */
   final class IIlIlIIIIlllIIII
       implements ActionListener
   {


       public void actionPerformed(ActionEvent actionevent)
       {
           AboutBox.access$0(AboutBox.this, actionevent);
       }


           
           {
               AboutBox.this;
               this;
               JVM INSTR swap ;
               this$0;
           }
   }
}