开源 | AabResGuard: AAB 资源混淆工具

AabResGuard 是字节跳动抖音技术团队开源的一款针对 .aab 文件的资源混淆工具。

AabResGuard 于 2019 年六月研发完成,于 2019 年七月底在 Tiktok、Vigo 等多个海外产品上线,为海外产品提供了资源保护和包大小优化的能力。

经过实践与验证,AabResGuard 上线后稳定运行,于是团队将其开源到社区。为了支持更多场景,AabResGuard 提供了 gradle plugin 和可以单独运行的 jar 包。除此之外,还提供了除资源混淆之外的一些额外特性。

Github 项目地址:

https://github.com/bytedance/AabResGuard 。

开发背景

什么是 AAB ?

AABAndroid App Bundle,是 Google 推出的 APK 动态打包,动态组件化的技术,通过一个 .aab 结尾的 bundle 文件组装一个最适合你手机机型的 APK 来为你的设备安装。

An Android App Bundle is a new upload format that includes all your app’s compiled code and resources, but defers APK generation and signing to Google Play.

简介:Android app bundle (https://developer.android.com/guide/app-bundle/)

为什么要对 AAB 文件进行资源混淆?

资源混淆的意义: 保护资源和缩减包体积。

经过统计,APK 大小与安装转换率之间存在负相关关系。这种转换率的下降不仅是由于人们只是选择不安装,而是由于各种原因安装未完成。通过统计,APK 大小约为 10MB 的应用程序的下载完成率将比 APK 大小为 100MB 的应用程序高约 30%(数据来源于 Google play internal data)。

受 Google play 政策的影响,2019 年八月底 Google play 上的应用必须包含 64 位 so 库,这一政策无疑会对包大小造成爆炸性增长,我们最终决定选用 Android app bundle 方案。

上了 Android app bundle 方案后,我们通过 AAB 导出了一份 APK 文件进行包大小的对比,结果发现,包的体积变得更大了,其中的差异主要集中在资源上。

目前绝大数 APP 都使用了微信的 「APK 资源混淆」方案 AndResGuard (https://github.com/shwenzhang/AndResGuard),通过缩减资源来达到减少 APK 的包体积的目的。

由于 .aab.apk 文件结构的差异,APK 的资源混淆方案是不适用于 AAB 的。

这部分资源混淆的收益我们不能放弃,于是产出了一份针对 .aab 文件的资源混淆工具 AabResGuard

收益

以下数据为 AabResGuardtiktok-9.4.0 版本上的收益,由于每个应用对资源的优化程度不同,所以该数据在不同的应用上的优化不同,以实际数据为准。

AAB 文件实际上只是一种压缩包的格式(只用于上传 Google play store),最终用户下载的时候会通过用户手机机型配置的不同,生成一个最适配该配置的 APK,用户最终安装和下载的是 APK 文件

文件格式 资源压缩前 资源压缩后 资源压缩比
AAB 35.8MB 27.2MB 24%
APK(Download size) 14.8MB 12.3MB 16.90%

不同手机的配置不同,所以收益体现不同,上表为(sdk16/arm64/480)的手机配置,由于 Google play store 对包体积会有二次压缩,所以实际的收益有所减少,具体线上数据的收益请参考 APK download size 的收益。

原理介绍

AAB 和 APK 文件结构的差异

*.aab*.apk 文件的结构对比如下图所示:

从图中可以看出,*.aab*.apk 文件结构明显不同,*.aab 文件中的资源索引文件为 resources.pb,而 *.apk 文件中的资源索引文件为 resources.arsc 文件,二者的结构不同,解析自然也不相同,并且 *.aab 中的文件包含 dynamic feature 目录,所以 *.aab 中需要混淆更多的文件内容。

AAB 文件的解析

AabResGuard 是依赖于 bundletool 来完成 .aab 文件的解析、修改等相关操作的,而 bundletool 不同的版本之间差异较大,不同的版本之间可能会有一些兼容问题。

目前 AabResGuard 依赖了 bundletool-0.10.0 版本,如果通过 gradle 配置引入 AabResGuard,可能会覆盖 AGP(Android gradle plugin) 本身依赖的 bundletool 版本,从而导致版本的兼容问题。

为了解决这个问题我们是通过使用 Shadow (https://imperceptiblethoughts.com/shadow/) 对引入的其他库的 package 重定向并且解除了 AabResGuard-plugin 中对 bundletool 的传递依赖。

资源混淆

最小字符替换,AabResGuard 会对资源文件进行混淆,替换原始的资源名称、路径为最短字符,以达到缩减包体积和资源保护的作用。

一个资源的组成有这么几部分:id、name、path 等,我们混淆的内容为:name、path,这二者在原始文件中默认是一一对应的(name 即为 path 的文件名称),但其实这二者并无关联,如果混淆后还是以 name 作为 path 的名称,无疑会造成空间的浪费。

如果 res/drawable-xxhdpi 路径下只有一个文件的话,无疑会造成两个字符的空间浪费。

AabResGuard 对每个文件夹下的文件和不同 type 的资源名称均采用单独混淆的方式,以保证每个文件夹下的文件和每种资源均为最短路径。

并且输出的 mapping 中保存了文件的资源 id,方便遇到问题后进行快速定位资源。

文件去重

AabResGuard 会对包中的重复资源进行 md5 去重 ,md5 相同的资源文件只会保留一份,并且会重定向 resources.pb 中被去重的资源文件路径。

文件去重在 tiktok 上减小了 4050 个文件,减小文件大小 0.6MB,由于 tiktok 对资源还有其他方面的优化,所以部分资源大小本身较小,不同应用的收益不同,以实际收益为准。

文案过滤

工程中除了无用资源文件之外,还有一些字符串资源(包括语言)也是无效的,这部分资源也会占用包体积,这部分资源是可以进行移除的,通过更改 resources.pb 文件来移除这部分资源以达到缩减包体积的作用。

事实证明,资源中占比最大的还是字符串资源,通过对无用字符串的移除,这部分收益可观,在 tiktok 上减少字符串个数 3691 个,减少语言 37 种,最大收益可达 2.5M。

AabResGuard 的特性与使用

特性

  • 资源去重:对重复资源文件进行合并,缩减包体积。

  • 文件过滤:支持对 bundle 包中的文件进行过滤,目前只支持 MATE-INFO/lib/ 路径下的过滤。

  • 白名单:白名单中的资源,名称不予混淆。

  • 增量混淆:输入 mapping 文件,支持增量混淆。

  • 文案删除:输入按行分割的字符串文件,移除文案及翻译。

使用

  • 命令行工具:支持命令行一键输入输出。

  • Gradle plugin:支持 gradle plugin,使用原始打包命令执行混淆。

Gradle plugin

build.gradle(root project) 中进行配置:

build.gradle(application) 中配置:

aabResGuard plugin 侵入了 bundle 打包流程,可以直接执行原始打包命令进行混淆。

通过 gradle 获取混淆后的 bundle 文件路径:

命令行支持

AabResGuard 提供了 jar 包,可以使用命令行直接执行。

配置文件 config.xml,白名单支持「正则表达式」:

更多命令的使用,请移步命令行支持 (https://github.com/bytedance/AabResGuard/blob/develop/wiki/en/COMMAND.md)。

产物

resources-mapping

用于记录资源混淆规则的日志文件,示例如下:

  • res dir mapping: 存储资源文件目录的混淆规则。格式:dir -> dir(res/ 根目录不可以被混淆)

  • res id mapping: 存储资源名称的混淆规则。格式:resourceId : resourceName -> resourceName(增量混淆时,resourceId 不会被读入)

  • res entries path mapping: 存储资源文件路径的混淆规则。格式:resourceId : path -> path(增量混淆时,resourceId 不会被读入)

-duplicated.txt

用于记录被去重的资源文件,示例如下:

展望与总结

AabResGuard 的可扩展性强,「资源混淆」、「资源去重」、「文件过滤」、「字符串过滤」等功能均可独立运行。并且框架的设计使 AabResGuard 不光是针对资源混淆的工具,更多的是提供了方便我们对 *.aab 文件进行解析、更新等操作。

如:某些情况下我们需要通过 AAB 导出一个全量的 APK 包,这种情况下导出的 APK 会包含所有的资源,但是我们希望只有一种维度的 so,我们可以过滤 32 位 so 来生成一个 64 位的 AAB 文件以达到目的。

如果因为某些特殊需求需要对 *.aab 文件进行二次修改的话,可以对 AabResGuard 进行扩展以快速达到目的。

参考资料

Android app bundle (https://developer.android.com/guide/app-bundle)

AndResGuard (https://github.com/shwenzhang/AndResGuard)

Aapt2 (https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base.git/+/master/tools/aapt2)

Bundletool (https://github.com/google/bundletool)

Shadow (https://imperceptiblethoughts.com/shadow/)

Shrinking APKs, growing installs (https://medium.com/googleplaydev/shrinking-apks-growing-installs-5d3fcba23ce2)

欢迎关注「字节跳动技术团队」

点击阅读原文,直达 GitHub!

原文链接:https://blog.csdn.net/ByteDanceTech/article/details/103856061?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522165277103516782390540614%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=165277103516782390540614&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_ecpm_v1~times_rank-9-103856061-null-null.article_score_rank_blog&utm_term=%E8%B5%84%E6%BA%90

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