最近看了下WhatsApp （android及pc版本），实现了协议发送私信（模板信息也可以发）， 记录下学习过程，技术交流用。

一、软硬件环境：

WhatsApp v2.22

IDA 7.5

Frida 14.2.2

Gda3.86

JEB

jadx-gui

unidbg

LineageOs 17.1 (android 10)

小米8

二、流水账 

        刚开始了解了下WhatsApp，说是消息端对端加密的，信息只能双方解密，服务器都不知道的，初始看了一脸懵，在网上找了下资料：

      【翻译】WhatsApp 加密概述（技术白皮书）

        http://www.caotama.com/1993224.html

        WhatsAPP通讯协议端对端加密人工智能

        https://blog.csdn.net/BMW33939/article/details/120322512

        Signal 协议 

        https://blog.csdn.net/yzpbright/article/details/117808556

        不过看这些资料其实有点尴尬，刚开始不知道的时候，看这些也看不懂，各种密钥概念，加密过程直接绕晕了，等开始分析app，能看懂的时候，

        发现也搞完了，回过头来看，确实上面写的(特别是白皮书)都是对的，只是初始不了解的时候理解不了，毕竟上面文章不是实操流程。

        首先看下数据流，确定下网络传输方式，结合Wireshark,通过hook及下断点等方式确定了是TCP：

查了下IP：157.240.199.61香港 Facebook

知道发送点后，再结合JNI函数（根据名称就可以确定重要的模块libwhatsapp.so，libcurve25519.so），逐步确定调用线。

看到上面so的名称，查了下知识点：

Curve25519 是目前最高水平的 Diffie-Hellman 函数，适用于广泛的场景，由 Daniel J. Bernstein 教授设计。

在密码学中，Curve25519 是一个椭圆曲线提供 128 位安全性，

设计用于椭圆曲线 Diffie-Hellman（ECDH）密钥协商方案。它是最快的 ECC 曲线之一，并未被任何已知专利所涵盖。

libcurve25519.so boolean org.whispersystems.curve25519.NativeCurve25519Provider.smokeCheck(int) 0x9d782548 func: 0x78b8406288 0x0  iOffset: 4288

libcurve25519.so byte[] org.whispersystems.curve25519.NativeCurve25519Provider.generatePrivateKey(byte[]) 0x9d782638 func: 0x78b8405a2c 0x0  iOffset: 3a2c

libcurve25519.so byte[] org.whispersystems.curve25519.NativeCurve25519Provider.calculateAgreement(byte[], byte[]) 0x9d7825c0 func: 0x78b8405b68 0x0  iOffset: 3b68

生成密钥：

retval: [object Object]

java.lang.Exception

        at org.whispersystems.curve25519.NativeCurve25519Provider.generatePublicKey(Native Method)

        at org.whispersystems.curve25519.OpportunisticCurve25519Provider.generatePublicKey(:750206)

找到了发送信息的明文("11")：

[MI 10::com.whatsapp]-> byteArray,byte src : [10,2,49,49]        protobuf格式

byteArray,md5str:

11

java.lang.Exception

        at X.1FH.A02(Native Method)

        at com.whatsapp.jobqueue.job.SendE2EMessageJob.writeObject(:271863)

        at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)

顺着流程，会发现很多加密相关类的调用：

java.security.MessageDigest

javax.crypto.Mac

javax.crypto.Cipher

可以直接hook了看数据流的变化，这个时候对加密模式就有了一定了解：

客户端跟服务器有一个加密方式AES-256-GCM，每个包的加密IV都不同，如果发送的数据包是私信内容的，

那里面的私信内容是第二层的加密（aes-256-cbc），这一层的数据因为key的生成用到了对方的公钥做DH得到，

所以只能接收方才能解密，每条私信内容加密的key也是不同的。

每次打开app都会重新发起TCP连接（已经是用验证码登录的情况，后续的打开app），

这个时候要初始化一对密钥，公钥会在连接建立后的第一个发送包中包含，发给服务器。

这里还会用到其它几种密钥（自己的identity_key，标记登录会话类似抖音session token的key，服务器的公钥），这些key相互组合通过calculateAgreement

及HKDF扩展得到中间数据和密钥，包括用来加密下面的数据，

第一个发送包中包含有手机环境信息：

这个数据校验通过后，就是连接正常建立了，后面就可以发送私信了。

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