一、手把手编译OLLVM（obfuscator-llvm），并应用到Android NDK_ollvm编译

一、要获取最新版本的obfuscator-llvm分支，可以使用以下命令：

$ git clone -b llvm-4.0 https://github.com/obfuscator-llvm/obfuscator.git
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ../obfuscator/
$ make -j7

构建完成后，您应该拥有所有二进制文件build/bin。请注意，此源树包含LLVM和Clang。

用cmake编译的过程中，可能会出现如下问题

CMake Error at cmake/modules/AddLLVM.cmake:1163 (add_custom_target):
add_custom_target cannot create target "check-llvm-bindings-ocaml" because
another target with the same name already exists. The existing target is a
custom target created in source directory
"/home/xxx/obfuscator/test". See documentation
for policy CMP0002 for more details.
Call Stack (most recent call first):
cmake/modules/AddLLVM.cmake:1226 (add_lit_target)
test/CMakeLists.txt:150 (add_lit_testsuites)

修改为以下命令再尝试编译可顺利通过

cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_INCLUDE_TESTS=OFF ../obfuscator/

二、将build/bin里的 clang++ 、clang、clang-format、  clang-4.0、拷贝到 android-ndk-r16b/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin（覆盖前请自行备份） 。 在CMakeLists.txt 里的 SET(CMAKE_CXX_FLAGS 追加 -mllvm -fla ，CMAKE_C_FLAGS 也可以加，然后 重新编译你的项目。（我这里是用cmake编译，如果你是ndk-build 那么你可以在 LOCAL_CFLAGS、LOCAL_CPPFLAGS 里添加）

重新编译，你可能会发现缺少头文件，从obfuscator 里的build 文件里按文件名一搜，拷贝到报错的目录即可。

 

基于LLVM IR的源代码混淆的实现

源代码混淆有两种方法：一种是对C/C++的AST进行操作，由于最终输出的还是源代码，因此通用性强，只不过没有资料可供参考，较难实现。另一种是对各编译器的IR进行操作，如LLVM IR或GCC的gimple等，限制于各编译器目标cpu的实现，通用性比较差。基于LLVM IR的源代码混淆由于有可供参考的资料，实现比较容易。

  一、控制流平坦化

该实现已经在控制流平坦化的实现（http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=209203）一文中说明，实际上控制流平坦化有点像虚拟机保护，case块相当于vm的handle，case值相当于vm的opcode。

  二、虚假分支

生成条件跳转指令，有两种方法：一种称为opaque predicate，另一种称为bogus control flow。假设基本块block0,opaque predicate后变为：if(恒等式){block0；}else{垃圾代码}或if(恒不等式){垃圾代码}else{block0;}；bogus control flow后变为if(随机条件){block0；}else{block1；},else的基本块block1复制于block0。

三、多重分支

把跳转指令BranchInst变为switch指令SwitchInst。先生成一个switch变量v，当指令是无条件跳转指令时，设置v为一个常量；当指令是条件跳转时，设置v为用SelectInst生成两个常量语句。常量在SwitchInst中所对应的case块的后继块就是跳转指令的后继块，其余的case块的后继块则可以随机选择一个基本块作为为后继块。

四、基本块分割

把基本块分成多个基本块。有两种方法：一种是根据概率对基本块的当前指令进行分割；另一种是计算基本块的总指令数，标记为a,随机生成小于a的数，标记为b,基本块b条指令后进行分割，a减掉b，进行多次迭代直至a等于1。

五、基本块置换

让基本块的前驱块不一定在前面，后继块不一定在后面。对入口块进行块分割，随机化除入口块的其它基本块，放在入口块后面。

六、常量展开

该实现也在控制流平坦化实现(http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=209203)一文中说明。

七、字符串加密

有两种方法：一种是字符串的各个元素都有自己的加密方法，这样解密方法就是常量展开，先随机生成加密字符串，然后对目标字符串各个元素以加密字符串常量展开。另一种是共用同样的加密算法，其操作必须可逆，如xor、sub、add,在用加密算法生成加密字符串时，用栈记录每次运算的常量值和运算的可逆运算(add对应sub,sub对应add,xor对应xor)，最后根据记录栈生成解密算法。

八、常量数组随机化

让常量在数组中的索引随机化。假设常量数组a[],索引值i,随机生成索引数组b[]、c[]、d[](可生成更多),循环用z[b[c[d[i]]]]=a[i]生成随机后的常量数组z[],然后用z[b[c[d[i]]]]替换a[i]。

九、常量隐藏

1、数组元素
  把常量放在常量数组，进行常量数组随机化，然后进行数组访问。
  2、生成函数
  记录多个常量，每个常量就是一个函数参数，再把与常量相关的操作搬进函数内，当然常量要替换成函数参数。

十、表达式变换

对逻辑操作not、and、or、xor,可以先把操作数抽取分成多个更小的数进行操作，最后用or连接起来，当然这四个操作可以用与非门或是或非门来完成。还有其它常见的运算可以把操作数看成大数然后进行大数运算，还有一些运算可以转变为SIMD指令进行运算。至于浮点数，有很多浮点数的软件实现可供参考。