Androidアプリの構造

Android アプリはAPK（Android Package）として配布されます。実体は、コンパイル済みコード、リソース、メタデータを含むZIP アーカイブです。

ZIP 形式なので、単純に解凍して内容を調べられます。これはモバイルペネトレーションテストの最初の手順です。

展開した APK には、次のものが含まれます。

• AndroidManifest.xml：アプリの設定。
• classes.dex：コンパイル済みバイトコード。
• res/とresources.arsc：リソース。
• lib/：ネイティブライブラリ。
• META-INF/：署名情報。

AndroidManifest.xmlは、アプリのコンポーネント、権限、設定を宣言します。APK 内ではバイナリ XML 形式になっており、ツールでデコードできます。

アプリの攻撃対象領域を理解するうえで、最も重要なファイルです。

Java/Kotlin のソースコードは、classes.dex内のDEX（Dalvik Executable）バイトコードにコンパイルされます。最新の Android では、これを ART（Android Runtime）経由で実行します。

DEX は可読性の高いコードに近い形へ変換できるため、APK の静的解析ではこの性質を利用します。

Android アプリは、次の 4 種類のコンポーネントで構成されます。

• Activities：画面 / UI。
• Services：バックグラウンド処理。
• Broadcast Receivers：システムイベントに応答。
• Content Providers：アプリ間でデータを共有。

android:exported="true"と指定されたコンポーネントは、他のアプリから呼び出せます。このようなコンポーネントがチェックなしで機密性の高い処理を行う場合、攻撃対象領域になります。

ペネトレーションテスターは、データを漏えいしたり特権操作を実行したりする、エクスポートされたアクティビティ、サービス、プロバイダーを探します。

アプリはマニフェストで権限を要求します（例：INTERNET、READ_SMS、ACCESS_FINE_LOCATION）。

過剰に広い権限は、リスクのある挙動や過度なデータアクセスを示唆します。カスタム権限も、未承認のアクセスを許してしまうよう誤設定されることがあります。

Android は各アプリを固有の Linux UID を持つサンドボックス内に分離します。デフォルトでは、アプリ同士が互いのデータを読み取ることはできません。

ワールドリーダブルなファイルや公開されたプロバイダーなど、アプリがこの境界を弱めると脆弱性が生じます。

インストールされたアプリは、/data/data/<package>/以下に、データベース、共有設定、ファイルなどのプライベートデータを保存します。

root 化されたデバイスやバックアップを利用すると、ペネトレーションテスターはこのディレクトリを調べ、安全でない状態で保存された秘密情報を探せます。詳しくは後のレッスンで扱います。

すべての APK にはデジタル署名が付けられ、その署名はMETA-INF/に保存されます。Android はインストール時と更新時に署名を検証します。

アプリを変更して再パッケージ化した場合は再署名が必要です。そのため開発者は署名を利用して改ざんを検出します。

性能が重要なロジックや難読化されたロジックは、C/C++ からコンパイルされたネイティブライブラリ（.soファイル）としてlib/以下に置かれていることがあります。

これらは DEX には含まれないため、ネイティブ逆アセンブラを使った別個の解析が必要です。開発者が、ネイティブコードは調査しにくいと誤って考え、ここに秘密情報を隠すこともあります。

コンポーネントを他のアプリに公開するマニフェスト属性を思い出してください。

これで Android アプリの構造を理解できました。

• APKは、AndroidManifest.xml、classes.dex、リソース、署名データを含む ZIP です。
• アプリには 4 種類のコンポーネントがあり、エクスポートされたコンポーネントは攻撃対象領域になります。
• 権限とアプリごとのサンドボックスがアクセスを管理します。プライベートデータは/data/data/に保存されます。
• APK には改ざん検出のため署名が付けられます。

次は静的解析で APK をデコンパイルします。