Java逆向基础之静态变量存取

注意：静态变量static可以多次赋值，不能多次赋值的是final static

线性同余伪随机数算法LCG 算法数学上基于公式：

X(n+1) = (a * X(n) + c) % m

其中，各系数为：

模m, m > 0

系数a, 0 < a < m

增量c, 0 <= c < m

原始值(种子) 0 <= X(0) < m

其中参数c, m, a比较敏感，或者说直接影响了伪随机数产生的质量。

一般而言，高LCG的m是2的指数次幂(一般2^32或者2^64)，因为这样取模操作截断最右的32或64位就可以了。多数编译器的库中使用了该理论实现其伪随机数发生器rand()。

这里m取2^32，a取1664525，c取1013904223

LCG算法实现例子

public class LCG{public static int rand_state;public void my_srand (int init){rand_state=init;}public static int RNG_a=1664525;public static int RNG_c=1013904223;public int my_rand (){rand_state=rand_state*RNG_a;rand_state=rand_state+RNG_c;return rand_state & 0x7fff;}}

编译

javac LCG.java

反编译

javap -c -verbose LCG.class

静态块的初始化

static {};descriptor: ()Vflags: ACC_STATICCode:stack=1, locals=0, args_size=00: ldc           #5                  // int 16645252: putstatic     #3                  // Field RNG_a:I5: ldc           #6                  // int 10139042237: putstatic     #4                  // Field RNG_c:I10: return

ldc  #5 取常量1664525压栈

putstatic  #3 从栈顶取值，存入静态变量RNG_a:I中

ldc  #6 取常量1013904223压栈

putstatic  #4 从栈顶取值，存入静态变量RNG_c:I中

这里putstatic实现了给静态变量初始化值。

下面的my_srand()函数将输入值存储到rand_state中

public void my_srand(int);descriptor: (I)Vflags: ACC_PUBLICCode:stack=1, locals=2, args_size=20: iload_11: putstatic     #2                  // Field rand_state:I4: return

iload_1 //将第一个参数(init)压入栈，为什么不是iload_0？iload_0已经在默认生成的构造方法中使用了

（iload_0在构造方法中将this压入栈顶）

putstatic #2 //取出栈顶的init的值，将值保存至静态变量rand_state:I

这里补充说明一下，不知道是译者还是原作者的问题，这个存的值应该是类的初始化的时候的stack分的静态变量存储区域，不是所说的第二存储位

再看my_rand()

public int my_rand();descriptor: ()Iflags: ACC_PUBLICCode:stack=2, locals=1, args_size=10: getstatic     #2                  // Field rand_state:I3: getstatic     #3                  // Field RNG_a:I6: imul7: putstatic     #2                  // Field rand_state:I10: getstatic     #2                  // Field rand_state:I13: getstatic     #4                  // Field RNG_c:I16: iadd17: putstatic     #2                  // Field rand_state:I20: getstatic     #2                  // Field rand_state:I23: sipush        3276726: iand27: ireturn

原文评论了17的putstatic #2和20的getstatic #2效率不高，实际上这只是java语句的翻译而已

试试把

public int my_rand (){rand_state=rand_state*RNG_a;rand_state=rand_state+RNG_c;return rand_state & 0x7fff;}

改成

public int my_rand (){rand_state=rand_state*RNG_a+RNG_c;return rand_state & 0x7fff;}

再看这部分的反编译

  public int my_rand();    descriptor: ()I    flags: ACC_PUBLIC    Code:      stack=2, locals=1, args_size=1         0: getstatic     #2                  // Field rand_state:I         3: getstatic     #3                  // Field RNG_a:I         6: imul         7: getstatic     #4                  // Field RNG_c:I        10: iadd        11: putstatic     #2                  // Field rand_state:I        14: getstatic     #2                  // Field rand_state:I        17: sipush        32767        20: iand        21: ireturn

这样就把原来的20行去掉了，这个应该在源码方面优化的就别交给JVM去优化了，JVM过度优化又说与源码不符还不好弄