[原创] Android模拟器检测体系梳理

搬砖王

技术分享 18天前 3 浏览

[原创] Android模拟器检测体系梳理

博客：www.wireghost.cn

Android模拟器检测体系梳理

模拟器作为一种虚拟机，配合改机工具，能够以较低成本实现设备多开，因此而备受黑灰产的青睐。如何准确识别模拟器成为App开发中的一个重要模块，目前也有专门的公司提供相应的SDK供开发者识别模拟器。通过前段时间对模拟器检测技术的调研，希望能总结出一套特征挖掘的体系化方案。

模拟器概述

定义

安卓模拟器是一种可以运行在电脑上的虚拟设备，通过它可以实现应用的跨平台操作，让移动端APP无需任何改动即可在PC上执行。

特性

优势

随着技术的不断发展，目前模拟器基本已经能够完成手机90%以上的功能。此外，由于在PC端工作，与传统手机相比，具有以下几点优势：

更炫：支持大屏幕、提供更炫酷的视觉效果，从而能够天然的将一些移动端由于适配成客户端应用；
易上手：支持鼠标、键盘、手柄、摄像头等众多硬件外设，将操作方式从手指运动中解放出来，发挥外设的优势；
更强的性能：通过模拟器可自定义配置性能参数，发挥PC硬件性能优势，跑分数据远超手机，使得高配游戏运行不再卡顿；
更好的操控性：通过虚拟按键功能，能够将任意点触操作、震动、摇摇等手机独有操作映射到键盘的自定义按键，更加简易、便捷；
使用PC工具：利用PC端其他辅助工具完成对移动端应用的支持，如通过按键精灵完成自动挂机等操作，解放双手；
模拟多人操作：通过模拟器多开功能，零成本体验同时多部手机、多个账户开小黑屋，实现刷单的快感；
更便捷的虚拟定位功能：通过模拟器虚拟定位，让你轻松落脚五湖四海；
再也不用担心电池电量、手机流量了...

问题

此外，Android模拟器鉴于自身技术瓶颈，也存在以下普遍问题：

性能：运行时普遍需要占据较大的CPU、内存等资源，导致低配机运行不流畅。此外，即便是高配机，多开也很容易出现卡顿等现象；
稳定性：模拟器技术本身的BUG导致的闪退、花屏、无响应等现象；
兼容性
- 硬件兼容性：主要表现为大部分模拟器对AMD架构PC的不支持；
- 应用兼容性：比如部分模拟器尚不兼容ARM架构的APP，又或者某些应用对安卓内核、虚拟机的调用方式比较底层，当模拟器对这些接口支持的不好时，表现为该类程序无法在模拟器上运行；
- PC系统兼容性：表现为模拟器主要适配Windows主流平台，而能在Mac下运行的很少，且过低、过高版本支持的不好（如XP之前版本、Win 10，市面上某些定制的平板系统等）；
- 安卓系统兼容性：目前模拟器上的Android系统仍然停留在4.x，部分达到5.1，使得部分对安卓版本有要求的应用或游戏在模拟器上运行体验不好。

底层关键技术

虚拟化技术

模拟器是用软件来模拟硬件操作，这就需要用到虚拟化技术。广义的虚拟化，是指将网络、CPU、内存及存储等各种实体资源，予以抽象、转换后呈现出来，进而打破实体结构间不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。我们所熟知的虚拟机就是虚拟化技术中的一种，通常来说它们只是模拟了一套与Host主机相同架构、相同指令集的硬件平台，不涉及内存和CPU的虚拟化。所有的Android模拟器都在不同程度上运用了虚拟化技术，比如雷电、夜神，包括Bluestack模拟器是基于Virtualbox虚拟机，谷歌原生模拟器和红手指云模拟器则是应用了Qemu的虚拟化技术。

CPU虚拟化

目前，已知的所有ARM架构的模拟器都是基于Qemu虚拟机。Qemu采用的是纯软件模拟，在物理机的操作系统上创建一个模拟硬件的程序来仿真所有想要的硬件，然后在上面跑ARM运行时。在这种环境下，由于程序每次执行都需要将其翻译成宿主机（X86）的指令，导致性能非常低下，这也是原生模拟器不够流畅的原因之一。

ARM Translation

当下主流的Android模拟器都是X86架构，基于Virtualbox虚拟机。由于不需要做CPU虚拟化，少了一层指令集转换过程，因此在运行支持X86架构的app时，就和普通的虚拟机没有区别，速度也就明显提高了很多。
此外，针对ARM架构的兼容性问题，普遍采用的是半虚拟化，根据二进制翻译技术将ARM指令动态翻译成X86指令。