某APP加密算法逆向分析教学文档

概述

本教学文档基于对某APP加密算法的逆向分析，详细解析其加密流程、实现原理及解密方法。

一、环境准备与抓包分析

1.1 初始发现

• 在SRC漏洞挖掘过程中发现目标资产
• 通过抓包分析发现关键参数phoneNum被加密
• 传统测试方法无法直接分析加密数据内容

1.2 工具准备

• 抓包工具：Burp Suite/Charles
• 逆向工具：JADX反编译工具
• 动态调试：Frida框架
• 开发环境：Python 3.x

二、静态代码分析

2.1 应用加固情况

• 目标APP未加固，可直接使用JADX进行反编译分析

2.2 关键代码定位

• 搜索关键词：aes, encrypt, decrypt
• 定位到加密类：SecretHelper
• 核心加密函数：encode
• 密钥生成函数：getSecretKey

2.3 加密流程分析

2.3.1 加密函数调用链

encode() → getSecretKey() → c0.a()

2.3.2 密钥生成机制

• c0.a()函数实现MD5哈希算法
• 用于生成DES加密所需的密钥

三、加密算法详细解析

3.1 加密流程步骤

1. 触发加密

   • 输入参数：明文str、业务标识str2

2. 时间戳获取

   • 获取当前系统时间戳

3. 时间窗计算

   • 计算公式：t = l / 500000
   • 其中l为时间戳相关参数

4. DES密钥生成

   • 通过MD5算法生成DES加密密钥

5. DES加密处理

   • 使用生成的密钥对明文进行DES加密

6. 结果编码处理

   • Base64编码 → UTF-8编码 → 返回最终结果

3.2 关键算法实现

3.2.1 MD5密钥生成

// c0.a() 函数示例
public static String a(String str) {
    try {
        MessageDigest instance = MessageDigest.getInstance("MD5");
        instance.update(str.getBytes());
        byte[] digest = instance.digest();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : digest) {
            String hexString = Integer.toHexString(b & 255);
            if (hexString.length() == 1) {
                sb.append('0');
            }
            sb.append(hexString);
        }
        return sb.toString();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

3.2.2 DES加密核心

// encode函数核心逻辑
public static String encode(String str, String str2) {
    long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
    long j = currentTimeMillis / 500000; // 时间窗计算
    String secretKey = getSecretKey(str2, j); // 生成密钥
    // DES加密实现...
    byte[] encrypt = desEncrypt(str.getBytes(), secretKey.getBytes());
    return new String(Base64.encode(encrypt, 0), "UTF-8");
}

四、动态调试验证

4.1 Frida Hook配置

• 使用命令：frida -U -f "包名" -l hook_script.js
• 成功Hook加密函数并验证加密结果

4.2 Frida脚本示例

// 1.js - Frida Hook脚本
Java.perform(function() {
    var SecretHelper = Java.use("com.example.SecretHelper");
    
    SecretHelper.encode.implementation = function(str, str2) {
        console.log("加密输入: ", str);
        console.log("业务标识: ", str2);
        var result = this.encode(str, str2);
        console.log("加密结果: ", result);
        return result;
    }
});

4.3 验证结果

• Hook获取的加密结果与抓包数据一致
• 确认逆向分析的正确性

五、解密算法实现

5.1 Python解密脚本

import base64
from Crypto.Cipher import DES
import hashlib

def decrypt(encrypted_data, str2, l):
    """
    解密函数
    :param encrypted_data: 加密数据
    :param str2: 业务标识
    :param l: 时间戳参数
    """
    # 计算时间窗
    t = l / 500000
    
    # 生成MD5密钥
    key_str = str2 + str(t)
    md5 = hashlib.md5()
    md5.update(key_str.encode('utf-8'))
    des_key = md5.hexdigest()[:8].encode('utf-8')  # 取前8位作为DES密钥
    
    # Base64解码
    encrypted_bytes = base64.b64decode(encrypted_data)
    
    # DES解密
    cipher = DES.new(des_key, DES.MODE_ECB)
    decrypted_bytes = cipher.decrypt(encrypted_bytes)
    
    # PKCS5Unpadding
    padding_len = decrypted_bytes[-1]
    decrypted_bytes = decrypted_bytes[:-padding_len]
    
    return decrypted_bytes.decode('utf-8')

# 使用示例
encrypted_phone = "Base64加密后的手机号"
business_flag = "业务标识字符串"
timestamp_param = 时间戳参数

decrypted_result = decrypt(encrypted_phone, business_flag, timestamp_param)
print("解密结果:", decrypted_result)

5.2 解密流程说明

1. 时间窗计算：t = l / 500000
2. 密钥生成：MD5(业务标识 + 时间窗)
3. Base64解码加密数据
4. DES ECB模式解密
5. PKCS5反填充处理
6. 返回解密结果

六、总结与防护建议

6.1 加密方案评估

• 使用DES算法，安全性较低
• ECB模式存在固有安全风险
• 密钥生成依赖时间参数，可能存在时间同步问题
• 整体加密强度不足

6.2 安全建议

1. 算法升级

   • 建议使用AES-256替代DES
   • 采用CBC或GCM模式代替ECB模式

2. 密钥管理

   • 使用更安全的密钥派生算法
   • 避免使用时间相关参数作为密钥因素

3. 加固保护

   • 建议对APP进行加固处理
   • 关键算法使用白盒加密技术

4. 通信安全

   • 建议使用完整的HTTPS通信
   • 实现证书绑定机制

6.3 逆向分析技巧总结

• 关键词搜索是快速定位加密代码的有效方法
• 静态分析与动态调试相结合提高分析效率
• Frida等工具在移动安全测试中极为重要
• 理解加密流程后需要验证解密算法的正确性

附录：常见加密算法特征

识别特征表

本教学文档详细记录了从发现加密参数到完整逆向分析的全过程，为类似加密算法的分析提供了可复用的方法论和实践指南。