首页
社区
课程
招聘
问答 CTF 排行榜 知识库 工具下载 峰会 看雪商城 证书查询
  1. 社区
  2. Android安全
    3. 发新帖
x-zse-96安卓端python纯算,查表AES(下)
发表于: 2024-3-23 15:49 4664

x-zse-96安卓端python纯算,查表AES(下)

杨如画 活跃值
2024-3-23 15:49
4664

两天前发了一个x-zse-96的文章,当时遇到了点问题,只分析到了最后一个白盒AES函数里面,并且当时用dfa攻击还原出了秘钥,IV也确定了,但是加密结果不对,本来打算把下文鸽掉的,因为当时unidbg没跑起来,用frida去hook白盒AES中的每一行汇编有点麻烦,没有unidbg方便.后来小白大佬说unidbg可以跑通,并把还原算法的任务交给了我.我拿着小白提供的unidbg代码,开始了算法还原之旅.
还原算法,篇幅有点长,会介绍AES的10轮加密以及如何从汇编代码和伪c代码中还原出魔改的AES,由于so是从内存中dump下来的,反编译出来的伪代码准确性很差,主要看的就是汇编.
严格来说,这个AES魔改的已经完全不能算是AES了,但是他c中的函数名称还是叫wb_laes_encrypt,
白盒也不算.

unidbg代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
package com.zh2;
 
import com.github.unidbg.AndroidEmulator;
import com.github.unidbg.Emulator;
import com.github.unidbg.Module;
import com.github.unidbg.arm.backend.Unicorn2Factory;
import com.github.unidbg.debugger.Debugger;
import com.github.unidbg.file.FileResult;
import com.github.unidbg.file.IOResolver;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidEmulatorBuilder;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidResolver;
import com.github.unidbg.linux.android.dvm.*;
import com.github.unidbg.linux.android.dvm.array.ByteArray;
import com.github.unidbg.linux.file.ByteArrayFileIO;
import com.github.unidbg.linux.file.SimpleFileIO;
import com.github.unidbg.memory.Memory;
import keystone.Keystone;
import keystone.KeystoneArchitecture;
import keystone.KeystoneEncoded;
import keystone.KeystoneMode;
 
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class zh extends AbstractJni implements IOResolver {
    private final AndroidEmulator emulator;
    private final DvmClass CryptoTool;
    private final VM vm;
    private final Module module;
 
    public zh() throws IOException {
        emulator = AndroidEmulatorBuilder
                .for32Bit()
                .addBackendFactory(new Unicorn2Factory(true))
                .setProcessName("com.zhihu.android")
                .build();
        Memory memory = emulator.getMemory();
        memory.setLibraryResolver(new AndroidResolver(23));
        vm = emulator.createDalvikVM(new File("unidbg-android/apks/zh2/zh9.29.0.apk"));
        vm.setJni(this);
        vm.setVerbose(true);
        emulator.getSyscallHandler().addIOResolver(this);
        DalvikModule dm2 = vm.loadLibrary("bangcle_crypto_tool", true);
        module = dm2.getModule();
        CryptoTool = vm.resolveClass("com.bangcle.CryptoTool");
        dm2.callJNI_OnLoad(emulator);
    }
    public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : bytes) {
            int unsignedInt = b & 0xff;
            String hex = Integer.toHexString(unsignedInt);
            if (hex.length() == 1) {
                sb.append('0');
            }
            sb.append(hex);
        }
        return sb.toString();
    }
    public void x_zse_96_encrypt() throws IOException {
        List<Object> list = new ArrayList<>(5);
        list.add(vm.getJNIEnv());
        list.add(0);
        byte[] byy1 = {-118,-125,-125,41,41,34,-113,-115,42,35,34,42,-125,-128,40,-125,-125,33,-126,41,40,-118,-117,35,-125,-128,-117,35,42,-115,35,-113};
        byte[] byy2 = {-103,48,58,58,50,52,58,57,-110,-110,58,59,58,-103,-110,-110};
        ByteArray arr1 = new ByteArray(vm,byy1);
        list.add(vm.addLocalObject(arr1));
        list.add(vm.addLocalObject(new StringObject(vm, "541a3a5896fbefd351917c8251328a236a7efbf27d0fad8283ef59ef07aa386dbb2b1fcbba167135d575877ba0205a02f0aac2d31957bc7f028ed5888d4bbe69ed6768efc15ab703dc0f406b301845a0a64cf3c427c82870053bd7ba6721649c3a9aca8c3c31710a6be5ce71e4686842732d9314d6898cc3fdca075db46d1ccf3a7f9b20615f4a303c5235bd02c5cdc791eb123b9d9f7e72e954de3bcbf7d314064a1eced78d13679d040dd4080640d18c37bbde")));
        ByteArray arr2 = new ByteArray(vm,byy2);
        list.add(vm.addLocalObject(arr2));
        Number number = module.callFunction(emulator, 0xa708, list.toArray());
        ByteArray resultArr = vm.getObject(number.intValue());
        System.out.println("result:"+ bytesToHex(resultArr.getValue()));
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        zh zh = new zh();
        zh.patchInstruction();
        zh.x_zse_96_encrypt();
    }
    private void patchInstruction() {
        try (Keystone keystone = new Keystone(KeystoneArchitecture.Arm, KeystoneMode.ArmThumb)) {
            KeystoneEncoded assemble = keystone.assemble("nop;nop");
            byte[] machineCode = assemble.getMachineCode();
            emulator.getMemory().pointer(module.base + 0x8EBC).write(0,machineCode,0,machineCode.length);
 
            KeystoneEncoded encoded = keystone.assemble("mov r3, 1");
            byte[] patchCode = encoded.getMachineCode();
            emulator.getMemory().pointer(module.base + 0x4e70).write(0, patchCode, 0, patchCode.length);
            KeystoneEncoded encoded1 = keystone.assemble("mov r3, 1");
            byte[] patchCode1 = encoded1.getMachineCode();
            emulator.getMemory().pointer(module.base + 0x4e84).write(0, patchCode1, 0, patchCode1.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Override
    public DvmObject<?> getStaticObjectField(BaseVM vm, DvmClass dvmClass, String signature) {
        switch (signature) {
            case "com/secneo/apkwrapper/H->PKGNAME:Ljava/lang/String;": {
                String packageName = vm.getPackageName();
                if (packageName != null) {
                    return new StringObject(vm, packageName);
                }
                break;
            }
            case "com/secneo/apkwrapper/H->ISMPASS:Ljava/lang/String;": {
                return new StringObject(vm, "###MPASS###");
            }
        }
        return super.getStaticObjectField(vm, dvmClass, signature);
    }
    @Override
    public DvmObject<?> callObjectMethodV(BaseVM vm, DvmObject<?> dvmObject, String signature, VaList vaList) {
        switch (signature) {
            case "android/app/ActivityThread->getSystemContext()Landroid/app/ContextImpl;": {
                return vm.resolveClass("android/app/ContextImpl").newObject(signature);
            }
            case "android/app/ContextImpl->getPackageManager()Landroid/content/pm/PackageManager;": {
                return vm.resolveClass("android/content/pm/PackageManager").newObject(signature);
            }
            case "java/io/File->getPath()Ljava/lang/String;": {
                System.out.println("PATH:" + dvmObject.getValue());
                if (dvmObject.getValue().equals("android/os/Environment->getExternalStorageDirectory()Ljava/io/File;")) {
                    return new StringObject(vm, "/mnt/sdcard");
                }
            }
            case "java/lang/String->intern()Ljava/lang/String;": {
                String string = dvmObject.getValue().toString();
                return new StringObject(vm, string.intern());
            }
            case "java/lang/Class->getDeclaredFields()[Ljava/lang/reflect/Field;": {
                DvmClass c = (DvmClass) dvmObject;
                System.out.println(c.getClassName());
            }
        }
        return super.callObjectMethodV(vm, dvmObject, signature, vaList);
    }
    @Override
    public DvmObject<?> getObjectField(BaseVM vm, DvmObject<?> dvmObject, String signature) {
        switch (signature) {
            case "android/content/pm/PackageInfo->applicationInfo:Landroid/content/pm/ApplicationInfo;": {
                return vm.resolveClass("android/content/pm/ApplicationInfo").newObject(signature);
            }
            case "android/content/pm/ApplicationInfo->sourceDir:Ljava/lang/String;": {
                return new StringObject(vm, "/data/app/com.zhihu.android-XnTWbKh_JrM9gUKdEn_Wug==/base.apk");
            }
            case "android/content/pm/ApplicationInfo->dataDir:Ljava/lang/String;": {
                return new StringObject(vm, "/data/data/com.zhihu.android-XnTWbKh_JrM9gUKdEn_Wug==");
            }
            case "android/content/pm/ApplicationInfo->nativeLibraryDir:Ljava/lang/String;": {
                return new StringObject(vm, "/data/app/com.zhihu.android-XnTWbKh_JrM9gUKdEn_Wug==/lib/arm");
            }
        }
        return super.getObjectField(vm, dvmObject, signature);
    }
    @Override
    public DvmObject<?> callStaticObjectMethodV(BaseVM vm, DvmClass dvmClass, String signature, VaList vaList) {
        switch (signature) {
            case "android/os/Environment->getExternalStorageDirectory()Ljava/io/File;": {
                return vm.resolveClass("java/io/File").newObject(signature);
            }
        }
        return super.callStaticObjectMethodV(vm, dvmClass, signature, vaList);
    }
    @Override
    public FileResult resolve(Emulator emulator, String pathname, int oflags) {
        if (pathname.equals("/proc/self/cmdline")) {
            return FileResult.success(new ByteArrayFileIO(oflags, pathname, "com.zhihu.android".getBytes()));
        }
        if (pathname.equals("/data/app/com.zhihu.android-XnTWbKh_JrM9gUKdEn_Wug==/base.apk")) {
            return FileResult.success(new SimpleFileIO(oflags, new File("D:\\code\\me\\app\\unidbg-master\\unidbg-android\\src\\test\\resources\\zhihu\\zhihu.apk"), pathname));
        }
        return null;
    }
}

unidbg跑不起来的原因是有几个初始化的函数无法执行起来,当时我也是打了几个patch下去,最终没能跑起来,也许是版本有差异,我弄的是最新版的,这个unidbg中的版本是9.29.0.

还原算法

在这里插入图片描述

这个就是目标函数了,其实它有5个参数,ida识别出错了,参数一和参数2都是入参,结果通过a2返回回去
在这里插入图片描述
来看下函数最开始的地方,v3被赋值成了入参,v53 = *a3,v52 = a3[3] / 32 + 6
这里ida反汇编出来的有些问题,不过根据aes的算法特征也可以大概猜出这里是在做什么,v52 = a3[3] / 32 + 6,我们知道AES有10轮加密,第10轮没有mixcolumns(列混淆),并且aes的分组长度16字节128位,128/32+6=10,下面的从1开始到10结束正好是9轮.

初始轮秘钥加

这样的话框中的应该就是第一个轮秘钥加了.说是加其实是异或,比如秘钥k0是0x11111111111111111111111111111111,明文是0x22222222222222222222222222222222,异或就是他两直接异或就好了.
在这里插入图片描述
因为c语言只能一个字节一个字节的异或,所以16个字节他这里有16轮.result是第一个入参,和第二个入参是同一个地址,这里我hook过了result经过9轮加密始终没变,所以上面result赋值的结果不用管,只需要看*(&v36 + i) = (byte_D914[(v53 + i) & 0xF ^ (16 * (v3 + i))] >> 4) ^ (16 * (byte_D914[((v53 + i) >> 4) & 0xF ^ (16 * ((v3 + i) >> 4))] >> 4));这行就可以了,正常来说两个字节异或直接0x11^0x22就可以了,他这里那么长肯定是改了AES的,v3是入参,v53来自上面的*a3,接下来unidbg中看下这个v53是多少,鼠标选中这个星号,按tab转文本汇编
在这里插入图片描述
STR R3, [R11,#-16] (Store Register),存储指令,结合着c代码,就是把寄存器r3的值存到R11偏移-16的位置,对应着v53=*a3,unidbg中下断看下R3是多少

1
2
3
4
5
public void HookByConsoleDebugger() {
        Debugger debugger = emulator.attach();
        debugger.addBreakPoint(module.base+0x6444);
    }
需要encrypt函数调用前执行

在这里插入图片描述
m某个寄存器可以直接看内存中的数据,默认是112字节,可以在后面加数组指定dump多少字节,好像后面还有在这里插入图片描述

长度是1611,这个11好像是aes的11个轮秘钥,但是他的11个轮秘钥是没有联系的,标准的aes是第一轮可以推出后面的轮秘钥的.
(&v36 + i) = (byte_D914[(v53 + i) & 0xF ^ (16 * (v3 + i))] >> 4) ^ (16 * (byte_D914[((v53 + i) >> 4) & 0xF ^ (16 * ((v3 + i) >> 4))] >> 4)); 16轮循环下来,v53只消耗第一个轮秘钥,v3是入参,v36是结果,byte_D914是一个数组.这里看上去写的有点复杂,其实不然,就是byte_D914[(v53 + i) & 0xF ^ (16 * (v3 + i))] >> 4异或(16 * (byte_D914[((v53 + i) >> 4) & 0xF ^ (16 * ((v3 + i) >> 4))] >> 4)),想要获得结果就需要知道byte_D914是多少
在这里插入图片描述
点过去只有100字节,但是*(v53 + i) & 0xF ^ (16 * (v3 + i))或者((v53 + i) >> 4) & 0xF ^ (16 * (*(v3 + i) >> 4))的结果在0x0到0xff之间有256个,所以一直带下面的256个应该都是byte_D914的.但是当你把这256个字节扣出来并且加密一遍后你会发现结果有几个字节是正确的,有几个字节是错误的,应该是因为dump下来的so有些问题.这里ida中的静态byte_D914是不准确的,真正准确的是内存中的,所以可以从unidbg中把这256个字节dump下来.在这里插入图片描述
鼠标选中byte_D914按tab转到文本汇编,后面的一些操作都需要汇编的基础,因为c的代码不准确,想要搞so的算法还原必须要懂汇编
在这里插入图片描述
LDRB R3, [R2, R3](Load Register Byte)字面意思,从R2+R3的地址加载一个字节到R3中,对应着c代码就是从byte_D914中取数据呗.

1
debugger.addBreakPoint(module.base+0x64c0);

在这里插入图片描述

r3 0x18就是偏移,偏移是从0x0到0xff,所以r2中的数据应该就是byte_D914
在这里插入图片描述
这些字节都对的上,后面的就有些偏差了,这里我们只要unidbg中的结果
在这里插入图片描述
还原算法的话就把byte_D914转成数组就好了,用到的时候从里面取值.
经过上面一系列操作的话,入参和第一个秘钥加密的结果就好了.这个结果很重要

9轮循环

标准aes中的9轮循环里的内容是字节替换,循环左移,列混淆,轮秘钥加.轮秘钥加上面我们说过了,字节替换就是以自身数值为索引取出s盒里的内容,s盒256字节,类似上面的byte_D914.循环左移和列混淆这个魔改的aes不涉及,所以这里不说了,稍微有些麻烦,感兴趣的自行网上检索.
对照着这4个步骤来看这9轮循环
因为是魔改的,字节替换,循环左移,列混淆,轮秘钥加这4个步骤都改了,所以就按照标准aes中的叫法来给下面的4个循环取上对应的名字

#字节替换

在这里插入图片描述

循环左移

在这里插入图片描述

列混淆和轮秘钥加

在这里插入图片描述
这4个步骤看上去挺相似的,但是主要是v4,v20.v53这几个值在操作还有中间的数组取值操作,这个数组的我就不说了,和上面的数组获取的方式一样.
v53是11个轮秘钥,步骤4正好也是用的v53中的轮秘钥,v4和v20是主要需要关注的点,中间记录了他们的变化,我截图没截上而已.这两个值的变化说简单也不简单,说难也难不到哪去.
有那么一丝白盒AES查表的意味.
在这里插入图片描述
这是python还原的几个数组还有几张表,有点大,折叠了.
接着上面的分析.我只分析第一个字节替换的过程,后面的3个步骤和这个的分析是一模一样的,所以我尽可能写详细点.
在这里插入图片描述
主要是看v4和v20是怎么生成的.
v36也就是最开始的第一轮轮秘钥加得到的结果,先来看下结果是多少.
鼠标选中v36转到文本汇编
在这里插入图片描述
LDRB R3, [R11,#-36] LDRB指令上面介绍过了,这行指令的意思就是从R11偏移-36(-0x24)的地方取下一个字节给R3,结合c代码,R11处地址-0x24中的数据就是v36
在这里插入图片描述
0xbffff5ac-0x24=0xbffff588
在这里插入图片描述
记住这16个字节,每一轮加密中的4组加密都需要这个值(每一轮不一样),根据这里的索引去查表,一次用4个字节,一共4次刚好16个字节,每次的4个字节从表中一次查4个字节也是16字节,对应的正好就是v4和v20的值,后面会说表怎么拿到. 在这里插入图片描述
接下来先去看下经过68-99行,v20的值变成了多少.
在这里插入图片描述

取地址处看下汇编
在这里插入图片描述

ADD R3, R2, R3 将寄存器 R2 和寄存器 R3 中的值相加，并将结果存储到寄存器 R3中
unidbg中下断看下R2和R3是什么,根据&v4 + i不看断点处大概也能猜到,R3是i(偏移),R2就是v4

1
debugger.addBreakPoint(module.base+0x69B4);

在这里插入图片描述
结果也正好验证了,此处刚进入循环所有r3是0,,来看下r2的值,也就是v20
在这里插入图片描述
ok,结果我们知道了,接下来带着结果去看v20是怎么生成的.6574处
在这里插入图片描述
LDR R3, [R3,R2,LSL#2]将寄存器 R2 中的值左移两位(相当于*4)+R3再赋给R3,unidbg中下断看下

1
debugger.addBreakPoint(module.base+0x6574);

在这里插入图片描述
r2这个0xc5有没有很眼熟,请看上面这张图
在这里插入图片描述
按照LDR R3, [R3,R2,LSL#2]汇编的操作来执行一下,0xc5*4=0x314,R3=0x4000dc14+0x314=0x4000df28,看下内存中的值是多少
再看下v20的前4个字节
在这里插入图片描述
00 BC BC 03变成 03 BC BC 00怎么变得相信不需要我多说了,后面的12个字节也是同理.
接下来说一下怎么获取这张大表,unidbg中hook即可.
因为LDR R3, [R3,R2,LSL#2],r2在0x0到0xff之间,*4后就是0x0到1020,以间隔4dump下unidbg中的内存即可

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
debugger.addBreakPoint(module.base+0x6574
        , new BreakPointCallback() {
            int num=0;
            @Override
            public boolean onHit(Emulator<?> emulator, long address) {
                int i;
                Backend backend = emulator.getBackend();
                if(num==0){
                    for (i=0;i<=1020;i+=4){
                    int x =0x4000dc14+Integer.parseInt(Integer.toHexString(i), 16);
                    byte[] bytes = backend.mem_read(x, 0x04);
                    StringBuilder hexString = new StringBuilder();
                    for (byte b : bytes) {
                        hexString.append(String.format("%02X ", b & 0xFF));
                    }
                    System.out.println(Integer.parseInt(Integer.toHexString(i), 16)+":"+ hexString.toString().trim());
                };
                }
                num+=1;
                return true;
            }
        });

结果就是这样的
在这里插入图片描述
尝试搜索一下0x314也就是788
在这里插入图片描述
可以看到结果也是对的上的,后面的流程都是这样,自此,几个数和表的获取都说完了,接下来的流程就是细心点就没问题了.

第10轮

在这里插入图片描述
第10轮标准AES有字节替换,循环左移,轮秘钥加.这里它只有一个循环.
这个表的获取方式和上面的略有不同,不过我相信你如果把前9轮加密能搞定的话,最后一轮肯定是没问题的了.

总结

这样下来的话,这个白盒AES中的算法就搞定了,这里还有几个注意事项
1传进去的明文是32位的,刚好是两个分组长度,所以会再填充一个分组,这个填充模式也是魔改的,具体可以看下方的图
在这里插入图片描述
因为传进去的md5值32位,所以只需要再填充一组就可以了,也就是9b9b9b9b9b9b9b9b9b9b9b9b9b9b9b9b,所以总的分组数就是3组.
2因为是cbc模式,每个分组加密的结果会和下一轮的明文进行异或.初始iv是99303a3a32343a3992923a3b3a999292
3python纯算代码太长了,有好几张表,这里我放不下就放到下方知识星球了,感兴趣的可以加一下.

最后

微信公众号
在这里插入图片描述
知识星球
在这里插入图片描述
如果你觉得这篇文章对你有帮助也可请作者喝一杯咖啡
在这里插入图片描述


[培训]内核驱动高级班，冲击BAT一流互联网大厂工作，每周日13:00-18:00直播授课

最后于 2024-9-15 08:51 被杨如画编辑 ，原因：
收藏
免费 ・1
支持
分享
最新回复 (7)
秋狝
雪    币： 3004
活跃值： (30866)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
2 楼
感谢分享
2024-3-24 16:53
0
肉蚌葱鸡
雪    币： 20
活跃值： (953)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
3 楼


感谢楼主分享 试了一下是可以补跑通的 都我没弄这个 没验证

2024-5-3 15:47
0
杨如画
雪    币： 850
活跃值： (1135)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
4 楼
肉蚌葱鸡 感谢楼主分享 试了一下是可以补跑通的 都我没弄这个 没验证
大部分接口会验证,纯算也有
2024-5-5 18:52
0
mb_nuxwsyal
雪    币： 235
能力值： ( LV1，RANK：0 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
5 楼
肉蚌葱鸡 感谢楼主分享 试了一下是可以补跑通的 都我没弄这个 没验证
可以改成独立运行版本吗？ 我想要，可以付费
2024-10-24 22:59
0
杨如画
雪    币： 850
活跃值： (1135)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
6 楼
有python版纯算法
2024-10-25 10:39
0
mb_nuxwsyal
雪    币： 235
能力值： ( LV1，RANK：0 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
7 楼
杨如画 有python版纯算法
在哪？
2024-10-25 10:48
0
杨如画
雪    币： 850
活跃值： (1135)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
8 楼
mb_nuxwsyal 在哪？
在我电脑上?
2024-10-25 12:54
0
游客
登录 | 注册 方可回帖
回帖 表情 雪币赚取及消费
高级回复
返回
//