安卓逆向之常用加密算法
2022-8-16 08:56:21 Author: 哆啦安全(查看原文) 阅读量:15 收藏

为什么要学习加密算法

在搞逆向进行抓包的时候,可以经常发现一些莫名其妙的字符串,可能是81dc9bdb52d04dc20036dbd8313ed055等之类的一长串字符,这些是怎么生成呢?

这些其实就是加密,加密算法主要分为两大类

  • 标准加密算法
  • 非标准加密算法

标准加密算法任何语言中的实现,结果都是一样的。

应该是一样的,也可能不一样,如果不一样,说明更改了标准算法的某些变量,但是这种情况比较少。

非标准算法那就是自己写的了,这就具有很大的不确定性了,全靠程序员发挥!

注意:

  1. 在安卓逆向中,加密算法通常出现在Java层和C++中!

  2. 在Java层标准算法是有固定名字的,即使再混淆,固定名字是不能混淆的所以比较好处理!

  3. 在C++层标准加密算法是没有固定名字的,那就只能根据算法特征去识别了!

常用标准算法有哪些?

  1. 消息摘要算法(散列函数、哈希函数) MD5、SHA、MAC

  2. 对称加密算法 DES、3DES、AES

  3. 非对称加密算法 RSA

  4. 数字签名算法 MD5withRSA、SHA1withRSA、SHA256withRSA

因为本次主要是安卓逆向,所以就将常用的标准加密算法使用Android来复现一下!

我的环境

AndroidStudio 2020.3.1版本
Jdk 8版本

项目

CryptologyDemo.zip

Hex和Base64

Hex和Base64不是加密,它是一种编码!!!

Hex和Base64编码是加密算法中最常用的编码,任何加密算法最终都要选择它的表现形式,而Hex和Base64是最常用的!

添加依赖

api 'com.squareup.okhttp3:okhttp:3.10.0'

记得点击Sync Now

Hex

Hex编码是一种用16个字符(0-9 a-f)表示任意二进制数据的方法!

它是一种编码,而非加密!

Hex主要应用在MD5等加密表现形式上。

代码

//从字符串到hex
byte[] bytes = "zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
ByteString of = ByteString.of(bytes);
String hex = of.hex();
Log.d(TAG, "hex:" + hex);

示例

Base64

Base64是一种用64个字符(A-Z a-z 0-9 + / =)表示任意二进制数据的方法。

它是一种编码,而非加密。

相比较之下,Base64应用就广泛的很多,像图片,,长密文甚至文件,都采用Base64,因为可承载的数据很多!

代码

//从字符串到base64
byte[] bytes = "zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
ByteString of = ByteString.of(bytes);
 //方式一
String base64 = of.base64();
Log.d(TAG, "base64_1:" + base64);
//方式二
if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.O) {
    String s = Base64.getEncoder().encodeToString("zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] encode = Base64.getEncoder().encode("zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    Log.d(TAG, "base64_2:" + s);
    Log.d(TAG, "base64_2:" + new String(encode));
}
//方式三
String s = android.util.Base64.encodeToString("zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),0);
Log.d(TAG, "base64_3:" + new String(s));

示例

消息摘要算法

消息摘要算法最主要的特征!

密文是不可逆的!

  • 就是说,我在客户端把密码通过md5加密了,服务端也得采用相同的方式加密,进行比较。

不定长度输入,固定长度输出

  • 就是说,不管是123,还是123456...经过加密,加密的结果都是固定的长度!

加密结果唯一!

MD5

这就是最常用的md5加密,在update时压入数据,通过digest获得加密结果,md5一般通过hex展示加密结果!

MD系列算法

算法摘要长度实现
MD2128Java6
MD5128Java6
MD5128Bouncy Castle

代码

//md5
public static String md5(String plainText) throws Exception {
    MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
    //1. md5加密的数据可以直接放在digest中
    //2. digest是加密之后的数据,但是有不可见字符,不要使用hex或base64来展示
    md5.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] digest = md5.digest();

    //1. 效果完全同上,update可以压入数据,区别是digest是一次性压入,update可以分批次压入
    //byte[] digest = md5.digest(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    //使用hex和base64来表示加密之后的数据,因为直接加密的有不可见字符
    ByteString of = ByteString.of(digest);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

示例

SHA

常用的是sha-1算法,所以本次演示的是sha-1算法。

sha-1算法,甚至来说消息摘要算法基本上api都是通用的。

只需要换一个algorithm即可,所以就不废话了。

SHA系列算法

算法摘要长度实现
SHA-1160Java6
SHA-256256Java6
SHA-384384Java6
SHA-512512Java6
SHA224224Bouncy Castle

代码

//SHA-1
public static String sha_1(String plainText) throws Exception {
    MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
    sha1.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] digest = sha1.digest();

    ByteString of = ByteString.of(digest);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

示例

MAC

mac这个名字听着挺牛逼的,其实就是比md5和sha算法多了个密钥而已,不必大惊小怪。

MAC系列算法

算法消息摘要实现
HmacMD5128Java6
HmacSHA1160Java6
HmacSHA256256Java6
HmacSHA384384Java6
HmacSHA512512Java6
HmacMD2128Java6
HmacMD4128Bouncy Castle
HmacSHA224224Bouncy Castle

代码

public static String mac(String plainText) throws Exception {
    //生成密钥
    SecretKeySpec hmacMD5 = new SecretKeySpec("123".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "HmacMD5");

    //hmacMD5.getAlgorithm()表示获取算法,此时获取的就是HmacMD5
    Mac instance = Mac.getInstance(hmacMD5.getAlgorithm());
    //同上
    //Mac instance = Mac.getInstance("HmacMD5");

    //初始化
    instance.init(hmacMD5);
    //压入数据
    instance.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] doFinal = instance.doFinal();

    //同上
    //byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

示例

对称加密算法

虽然md5也叫加密算法,但是他是无法解密的,但是对称加密算法是可以进行加密和解密的,这就nice很多了。

因为加密和解密使用的密钥相同,所以叫做对称加密算法,那不同的,就是非对称咯!

注意了啊,对称加密算法的密钥是可以随便给的,但是有长度要求的,不是乱给的,但是加密的内容无限制。

各算法密钥长度

  • RC4 密钥长度1~256字节
  • DES 密钥长度8字节
  • 3DES/DESede/TripleDES 密钥长度24字节
  • AES 密钥长度16,24,32字节

根据密钥长度不同AES又分为AES-128,AES-192,AES-256

DES

ECB和CBC模式主要区别在于CBC模式需要一个iv向量!

DES算法

ECB模式加解密

代码
//DES ECB 加密 Cipher
public static String des_encrypt_ECB(String plainText) throws Exception {
    //生成des所需要的key
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
    //默认工作模式就是ECB,填充模式PKCS5Padding,
    //Cipher instance = Cipher.getInstance("DES");
    //也可以写全
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
    //初始化,指定是加密模式还是解密模式和密钥
    instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
    //关于Cipher的update似乎有些问题,所以用doFinal的多
    //加密内容,返回结果
    byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

//DES ECB 解密
public static String des_decrypt_ECB(byte[] cipherBytes) throws Exception {
    //生成des所需要的key
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
    instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);
    return new String(doFinal);
}
//ECB
String des_encrypt_ECP = des_encrypt_ECB("zhangsan");
Log.d(TAG, "des加密,ECP模式:" + des_encrypt_ECP);
//加密拿到的des加密,ECP模式base结果为:AtLfLL8jc1n+uVm31GQvyw==
byte[] bytes1 = ByteString.decodeBase64("AtLfLL8jc1n+uVm31GQvyw==").toByteArray();
String s1 = des_decrypt_ECB(bytes1);
Log.d(TAG, "des解密,ECP模式:" + s1);

示例

CBC模式加解密

CBC模式就比ECB多了个iv向量而已,其他用法一样。

代码
//DES CBC,需要iv向量
public static String des_encrypt_CBC(String plainText) throws Exception {
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
    //CBC需要iv向量
    IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    //初始化时添加上iv向量
    instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey,ivParameterSpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

//DES CBC 解密
public static String des_decrypt_CBC(byte[] cipherBytes) throws Exception {
    //生成des所需要的key
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
    IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey,ivParameterSpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);
    return new String(doFinal);
}

示例

DESede(3DES/TripleDES)

DESede也分CBC和ECB,使用方法同上,这里将他们合二为一!

DESede算法

代码

//DESede
public static String DESede_encrypt(String plainText) throws Exception {
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("123456781234567812345678".getBytes(), "DESede");
    //ECB模式
    //        Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
    //        instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
    //        byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    //CBC模式需要iv向量
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
    IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    //初始化时添加上iv向量
    instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey, ivParameterSpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}
//DESede
public static String DESede_decrypt(byte[] cipherBytes) throws Exception {
    //生成des所需要的key
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("123456781234567812345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DESede");
    //ECB模式
    //        Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
    //        instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
    //        byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

    //CBC模式
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
    IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey,ivParameterSpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);
    return new String(doFinal);
}
//DESede
String deSede_encrypt = DESede_encrypt("zhangsan");
Log.d(TAG, "DESede加密:" + deSede_encrypt);
//AtLfLL8jc1n+uVm31GQvyw==
byte[] bytes3 = ByteString.decodeBase64("3M7YukhZweaysZBNnqYLBw==").toByteArray();
String s3 = DESede_decrypt(bytes3);
Log.d(TAG, "DESede解密:" + s3);

示例

AES

AES算法是对称加密算法中最常用的算法!

AES也分CBC和ECB,这里也合二为一的!

AES算法

代码

public static String AES_encrypt(String plainText) throws Exception {
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec("0123456789abcdef".getBytes(), "AES");
    //ECB模式
    Cipher instance = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
    instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    //CBC模式需要iv向量
    //        Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
    //        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    //        //初始化时添加上iv向量
    //        instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey, ivParameterSpec);
    //        byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

public static String AES_decrypt(byte[] cipherBytes) throws Exception {
    //生成des所需要的key
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec("0123456789abcdef".getBytes(), "AES");
    //ECB模式
    Cipher instance = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
    instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

    //CBC模式
    //        Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
    //        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    //        instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey, ivParameterSpec);
    //        byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

    return new String(doFinal);
}

示例

非堆成加密算法

非堆成加密算法中,最常用最典型的加密算法就是RSA。原来说过,对称加密算法是因为加密解密用的是同一个密钥,但是非对称就不是了。

它需要一堆,称为公钥和私钥,当然,密钥不是随便写的!

在线密钥生成网站:http://web.chacuo.net/netrsakeypair

  • 公钥加密,私钥解密。

  • 私钥加密,公钥解密。

  • 一般公钥是公开的,私钥保密,私钥包含公钥。

  • 加密安全,但是性能差,加密长度有限制。

  • RSA可以用于加密解密,也可以用来数据签名。

  • Java中的私钥必须是pkcs8格式。

RSA

RSA算法

代码

 //RSA
//解析公钥key并返回
public static PublicKey generatePublic(String publicKeyBase64) throws Exception {
    byte[] bytes = ByteString.decodeBase64(publicKeyBase64).toByteArray();
    X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(bytes);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    return keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
}

public static PrivateKey generatePrivate(String privateKeyBase64) throws Exception {
    byte[] bytes = ByteString.decodeBase64(privateKeyBase64).toByteArray();
    PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(bytes);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    return keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
}
//RSA 这里使用私钥解密
public static String RSAPrivateDecrypt(byte[] cipherBytes) throws Exception {
    String BEGIN_PRIVATE_KEY = "MIICdgIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmAwggJcAgEAAoGBAMOVkFb2U8aOxLZr\n" +
        "v/R/Vq/8+vB1fp4GnLLmBhH/g343Q5J6/9AVqbflgf9DRgzP/zBUoauRQnvfsUBt\n" +
        "6NXKv3t2bkkAkA4ulCqk6+pxW/Zy03LyyADUtkBrDrTfGHqaw6vJSp0qjT56u563\n" +
        "V0nOoUboUmj+AIZRrzNEcwAKa7B1AgMBAAECgYB4oflDCe+mGkzOTys4PIpVRe3o\n" +
        "/i84fM+NsD6yPyz1XlS5NlAuIg5qNI63yOCd6nR1dN26mn+tM8159dCUfNcY1W3F\n" +
        "JaTvBZKD5+6fDUKQ5UfHhlrd4rVxWKK+kuhdYe67/Y6twrMzL/TE+OXmn7jdxuq2\n" +
        "Au93oa2kxraM6pGJCQJBAN/P+ckCGRl26UraqzP3XwrVPq+yGQUMb8y627MXwVJJ\n" +
        "LsE3c9vuoDkm79rYN8jCXbxSkUbBpxopHYfdSxT/Dt8CQQDftlI8PZXDzJLlJAmm\n" +
        "LynoC7OO52sdC+PoqndJ04DDjo1rg6fcWaaIXFmOL/WTn5HJt8pa4r7vi54DChZ7\n" +
        "ju8rAkBUBUSVdGctyxk7k6mv4Y7Zh0J4PNjtr0SNTBzMN//IP1cBDCs/hm655ecn\n" +
        "dgJDKMx9tVV6hZqQ1JyUc7wLDtFrAkB1s6ZmvXw7jTnIR4KwJeZliSqKyGVJ3gSm\n" +
        "WHH0rMv1l93+MEG0JJMC8ZvIvKD3b6Azwng8A0q0HAAh1z/m+FgLAkEA0PahyHnX\n" +
        "ZCzB5ic4QvkiKCqZ+SyibYXOGxBGyCXkuirCwqrtaEorrFxgNEssdpHcEmk71+nv\n" +
        "gvrL5QkvgcLvMA==";
    PrivateKey privateKey = generatePrivate(BEGIN_PRIVATE_KEY);
    Cipher instance = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
    instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

    return new String(doFinal);
}
//RSA 使用公钥加密
public static String RSAPublicEncrypt(String plainText) throws Exception {
    String BEGIN_PUBLIC_KEY = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDDlZBW9lPGjsS2a7/0f1av/Prw\n" +
        "dX6eBpyy5gYR/4N+N0OSev/QFam35YH/Q0YMz/8wVKGrkUJ737FAbejVyr97dm5J\n" +
        "AJAOLpQqpOvqcVv2ctNy8sgA1LZAaw603xh6msOryUqdKo0+eruet1dJzqFG6FJo\n" +
        "/gCGUa8zRHMACmuwdQIDAQAB";
    PublicKey publicKey = generatePublic(BEGIN_PUBLIC_KEY);
    Cipher instance = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
    instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes());

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    return of.base64();
}
 //RSA
//加密
String rsaPublicEncrypt = RSAPublicEncrypt("zhangsan");
Log.d(TAG, "RSA加密:" + rsaPublicEncrypt);
//解密
byte[] bytes5 = ByteString.decodeBase64(rsaPublicEncrypt).toByteArray();
String rsaPrivateDecrypt = RSAPrivateDecrypt(bytes5);
Log.d(TAG, "RSA解密:" + rsaPrivateDecrypt);

示例

总结

本文讲述的加密算法主要分为三大类,也是最常用的几个加密算法。

  • 消息摘要算法(MD5,SHA1,MAC)
  • 对称加密算法(DES,DESede,AES)
  • 非堆成加密算法(RSA)

经过比较发现,在Java中加密算法有几大特点

  • 通过MessageDigest类生成的算法有MD5,SHA1
  • 通过Mac类生成的算法有MAC
  • 通过Cipher生成的算法有DES,DESede,AES,RSA

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文章来源: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2NzUzNzk1Mw==&mid=2247493722&idx=2&sn=d03c50295502735c0cc22dea50c3069f&chksm=ceb8ad14f9cf2402568150c2429ae43250e16a5d2f06f5bcb3ff7d6be545711c0b27ee97ad90#rd
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