某运动APP的登录协议分析

前言

最近在尝试逆向方向相关的探索，针对某款运动APP的登录协议进行了分析，此文记录一下分析过程与结果，仅供学习研究，使用的工具较少，内容也比较简单，新手项，大佬请跳过。针对密码登录模块进行分析，随便输入一个手机号与密码，后续使用抓包工具分析，针对登录协议的几个字段从学习角度还是值得看下实现逻辑的。

抓包

1. 抓包使用 Charles，请自行安装并配置证书
2. 抓取登陆接口，点击密码登陆。使用假账密测试抓包，能够抓包成功

Sign分析

首先能看到请求头里面有sign字段，针对该字段进行分析：

sign: b61df9a8bce7a8641c5ca986b55670e633a7ab29

整体长度为40，常用的MD5长度为32，第一反应不太像，但是也有可能md5以后再拼接其它字段，sha1散列函数的长度是40，正好吻合。那我们就一一验证，先看下是否有MD5的痕迹，直接写脚本frida试着跑下。 脚本内容比较明确，针对MD5的Init、Update、Final分别hook打印看下输入与输出，下面给到关键代码：

   // hook CC_MD5
   // unsigned char * CC_MD5(const void *data, CC_LONG len, unsigned char *md);
   Interceptor.attach(Module.findExportByName("libcommonCrypto.dylib", g_funcName), {
       onEnter: function(args) {
           console.log(g_funcName + " begin");
           var len = args[1].toInt32();
           console.log("input:");
           dumpBytes(args[0], len);
           this.md = args[2];
      },
       onLeave: function(retval) {
           console.log(g_funcName + " return value");
           dumpBytes(this.md, g_funcRetvalLength);
​
           console.log(g_funcName + ' called from:\n' +
               Thread.backtrace(this.context, Backtracer.ACCURATE)
              .map(DebugSymbol.fromAddress).join('\n') + '\n');
      }
  });
​
   // hook CC_MD5_Update
   // int CC_MD5_Update(CC_MD5_CTX *c, const void *data, CC_LONG len);
   Interceptor.attach(Module.findExportByName("libcommonCrypto.dylib", g_updateFuncName), {
       onEnter: function(args) {
           console.log(g_updateFuncName + " begin");
           var len = args[2].toInt32();
           console.log("input:");
           dumpBytes(args[1], len);
      },
       onLeave: function(retval) {
           console.log(g_updateFuncName + ' called from:\n' +
               Thread.backtrace(this.context, Backtracer.ACCURATE)
              .map(DebugSymbol.fromAddress).join('\n') + '\n');
      }
  });
​
   // hook CC_MD5_Final
   // int CC_MD5_Final(unsigned char *md, CC_MD5_CTX *c);
   Interceptor.attach(Module.findExportByName("libcommonCrypto.dylib", g_finalFuncName), {
       onEnter: function(args) {
           //console.log(func.name + " begin");
           finalArgs_md = args[0];
      },
       onLeave: function(retval) {
           console.log(g_finalFuncName + " return value");
           dumpBytes(finalArgs_md, g_funcRetvalLength);
​
           console.log(g_finalFuncName + ' called from:\n' +
               Thread.backtrace(this.context, Backtracer.ACCURATE)
              .map(DebugSymbol.fromAddress).join('\n') + '\n');
      }
  });

很幸运，在打印中明显看到了sign相关的内容打印，但是缺少sign的后面一部分，那就明确sign值的构成为32(md5)+8，先看下md5的数据构造过程。

b61df9a8bce7a8641c5ca986b55670e6 33a7ab29

通过打印可以明确的看到，sign的MD5由三部分数据组成，分别为：bodyData+Url+Str，body数据也可从Charles获取到。

• {"body":"5gJEXtLqe3tzRsP8a/bSwehe0ta3zQx6wG7K74sOeXQ6Auz1NI1bg68wNLmj1e5Xl7CIwWelukC445W7HXxJY6nQ0v0SUg1tVyWS5L8E2oaCgoSeC6ypFNXV2xVm8hHV"}
• /account/v4/login/password
• V1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9 到这里有一个疑问，数据的第三部分：V1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9 ，该值是固定的字符串还是每次都变化的？猜测应该是固定的字符串，作为MD5的Salt值来使用，我们再次请求验证一下。 新的sign值为：131329a5af4ecb025fb5088615d5e5c526dbd1a3 ，通过脚本打印的数据能确认第三部分为固定字符串。 MD5({"body":"12BcOSg50nLxdbt++r7liZpeyWAVpmihTy8Zu8BmpA6a1hqdevS5PPYwnbtpjN05xgeyReSihh9idyfriR6qx1Fbo8AA0k8HQt6gJ3spWITI21GhLTzh9PDUkgjCtrEK"}/account/v4/login/passwordV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9 )

Sign尾部分析

接下来我们针对Sign的尾部数据进行分析，单纯盲猜或者挂frida脚本已经解决不了问题了，我们用IDA看下具体的实现逻辑，当然上面的MD5分析也可以直接从IDA反编译入手，通过搜索sign关键字进行定位，只是我习惯先钩一下脚本，万一直接命中就不用费时间去分析了...

通过MD5的脚本打印，我们也能看到相关的函数调用栈，这对于我们快速定位也提供了很大的方便。我们直接搜索 [KEPPostSecuritySign kep_signWithURL: body:] 方法，可以看到明显的字符串拼接的痕迹，IDA还是比较智能的，已经识别出了MD5的salt值。 通过分析，定位到[NSString kep_networkStringOffsetSecurity]函数，在内部进行了字符串的处理，在循环里面进行了各种判断以及移位操作，不嫌麻烦的话可以分析一下逻辑，重写一下处理流程。 我这边处理比较暴力，发现kep_networkStringOffsetSecurity是NSString的Catetory，那就直接调用验证一下吧，使用frida挂载以后，找到NSString类，调用方法传入md5之后的值，然后就会发现经过该函数，神奇的sign值就给到了。

x-ads分析

分析完sign以后，观察到还有一个x-ads的字段，按照惯例，先用脚本试着钩一下，经常采用的加密大致就是DES、AES或RC4这些算法。 针对 AES128、DES、3DES、CAST、RC4、RC2、Blowfish等加密算法进行hook，脚本的关键代码如下：

var handlers = {
   CCCrypt: {
       onEnter: function(args) {
           var operation = CCOperation[args[0].toInt32()];
           var alg = CCAlgorithm[args[1].toInt32()].name;
           this.options = CCoptions[args[2].toInt32()];
           var keyBytes = args[3];
           var keyLength = args[4].toInt32();
           var ivBuffer = args[5];
           var inBuffer = args[6];
           this.inLength = args[7].toInt32();
           this.outBuffer = args[8];
           var outLength = args[9].toInt32();
           this.outCountPtr = args[10];
           if (this.inLength < MIN_LENGTH || this.inLength > MAX_LENGTH){
           return;
          }
           if (operation === "kCCEncrypt") {
               this.operation = "encrypt"
               console.log("***************** encrypt begin **********************");
          } else {
               this.operation = "decrypt"
               console.log("***************** decrypt begin **********************");
          }
           console.log("CCCrypt(" +
               "operation: " + this.operation + ", " +
               "CCAlgorithm: " + alg + ", " +
               "CCOptions: " + this.options + ", " +
               "keyBytes: " + keyBytes + ", " +
               "keyLength: " + keyLength + ", " +
               "ivBuffer: " + ivBuffer + ", " +
               "inBuffer: " + inBuffer + ", " +
               "inLength: " + this.inLength + ", " +
               "outBuffer: " + this.outBuffer + ", " +
               "outLength: " + outLength + ", " +
               "outCountPtr: " + this.outCountPtr + ")"
          );
​
           //console.log("Key: utf-8 string:" + ptr(keyBytes).readUtf8String())
           //console.log("Key: utf-16 string:" + ptr(keyBytes).readUtf16String())
           console.log("key: ");
           dumpBytes(keyBytes, keyLength);
​
           console.log("IV: ");
           // ECB模式不需要iv,所以iv是null
           dumpBytes(ivBuffer, keyLength);
​
           var isOutput = true;
           if (!SHOW_PLAIN_AND_CIPHER && this.operation == "decrypt") {
            isOutput = false;
          }
​
           if (isOutput){
           // Show the buffers here if this an encryption operation
            console.log("In buffer:");
            dumpBytes(inBuffer, this.inLength);
          }
           
      },
       onLeave: function(retVal) {
       // 长度过长和长度太短的都不要输出
           if (this.inLength < MIN_LENGTH || this.inLength > MAX_LENGTH){
           return;
          }
           var isOutput = true;
           if (!SHOW_PLAIN_AND_CIPHER && this.operation == "encrypt") {
            isOutput = false;
          }
           if (isOutput) {
            // Show the buffers here if this a decryption operation
            console.log("Out buffer:");
            dumpBytes(this.outBuffer, Memory.readUInt(this.outCountPtr));
          }
           // 输出调用堆栈，会识别类名函数名，非常好用
           console.log('CCCrypt called from:\n' +
               Thread.backtrace(this.context, Backtracer.ACCURATE)
              .map(DebugSymbol.fromAddress).join('\n') + '\n');
      }
  },
};
​
​
if (ObjC.available) {
   console.log("frida attach");
   for (var func in handlers) {
   console.log("hook " + func);
       Interceptor.attach(Module.findExportByName("libcommonCrypto.dylib", func), handlers[func]);
  }
} else {
   console.log("Objective-C Runtime is not available!");
}

查看脚本的输出日志，直接命中了AES128的加密算法，并且输出的Base64数据完全匹配，只能说运气爆棚。 拿到对应的key跟iv，尝试解密看下也是没问题的。x-ads分析结束，都不用反编译看代码:)

Body的分析

最后看下sign值的组成部分，body数据是怎么计算的，抱着试试的想法，直接用x-ads分析得到的算法以及对应的key、iv进行解密：

{ "body": "5gJEXtLqe3tzRsP8a/bSwXDiK0VslZZZyOEj1jBDBhtYTGGdWltuIjLbzwZ2OxMcb3mFX7bJtgH3WlqGET5W34P4dTEIDhLH6FkT3HSLaDnEXYHvEl9IZRQKf19wMG/t" }

这次说不上什么运气爆棚了...只能说开发者比较懒或者安全意识有点差了，使用了AES-CBC模式，iv都不改变一下的...

总结

这次分析整体来看，没什么技术含量，大部分都是脚本直接解决了，从结果来看，也是使用的常规的加密、签名算法，这也从侧面给我们安全开发提个醒，是不是可以有策略性的改变一下，比如我们拿MD5来看下都可以做哪些改变。

opensource.apple.com/source/ppp/...

首先针对MD5Init，我们可以改变它的初始化数据：

void MD5Init (mdContext)
MD5_CTX *mdContext;
{
 mdContext->i[0] = mdContext->i[1] = (UINT4)0;
​
 /* Load magic initialization constants.
  */
 mdContext->buf[0] = (UINT4)0x67452301;
 mdContext->buf[1] = (UINT4)0xefcdab89;
 mdContext->buf[2] = (UINT4)0x98badcfe;
 mdContext->buf[3] = (UINT4)0x10325476;
}

其次针对Transform我们也可以改变其中的某几个数据：

static void Transform (buf, in)
UINT4 *buf;
UINT4 *in;
{
 UINT4 a = buf[0], b = buf[1], c = buf[2], d = buf[3];
​
 /* Round 1 */
#define S11 7
#define S12 12
#define S13 17
#define S14 22
 FF ( a, b, c, d, in[ 0], S11, UL(3614090360)); /* 1 */
 FF ( d, a, b, c, in[ 1], S12, UL(3905402710)); /* 2 */
 FF ( c, d, a, b, in[ 2], S13, UL( 606105819)); /* 3 */
 FF ( b, c, d, a, in[ 3], S14, UL(3250441966)); /* 4 */
 FF ( a, b, c, d, in[ 4], S11, UL(4118548399)); /* 5 */
 FF ( d, a, b, c, in[ 5], S12, UL(1200080426)); /* 6 */
 FF ( c, d, a, b, in[ 6], S13, UL(2821735955)); /* 7 */
 FF ( b, c, d, a, in[ 7], S14, UL(4249261313)); /* 8 */
 FF ( a, b, c, d, in[ 8], S11, UL(1770035416)); /* 9 */
 FF ( d, a, b, c, in[ 9], S12, UL(2336552879)); /* 10 */
 FF ( c, d, a, b, in[10], S13, UL(4294925233)); /* 11 */
 FF ( b, c, d, a, in[11], S14, UL(2304563134)); /* 12 */
 FF ( a, b, c, d, in[12], S11, UL(1804603682)); /* 13 */
 FF ( d, a, b, c, in[13], S12, UL(4254626195)); /* 14 */
 FF ( c, d, a, b, in[14], S13, UL(2792965006)); /* 15 */
 FF ( b, c, d, a, in[15], S14, UL(1236535329)); /* 16 */
​
 /* Round 2 */
#define S21 5
#define S22 9
#define S23 14
#define S24 20
 GG ( a, b, c, d, in[ 1], S21, UL(4129170786)); /* 17 */
 GG ( d, a, b, c, in[ 6], S22, UL(3225465664)); /* 18 */
 
...
 

简单的变形以后，即使脚本能hook到对应的函数，但是想直接脱机调用结果还是不可以的，此时就要不得不进行反编译分析或者动态调试，此时配合代码混淆、VMP等静态防护手段，再加上反调试等安全手段，对于攻击的门槛也相应的提高。