2023年7月31日发(作者：)

．历丽■ｄｏｉ：１０．３９６９，ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１・１１２２．２０１３．０１．０１９Ａｎｄｒｏｉｄ安全保护机制及解密方法研究孙奕（厦门市美亚柏科信息股份有限公司，福建厦门３６１００８）摘要：随着移动通信技术的快速发展，越来越多的用户开始使用智能手机，来自ＩＤＣ的数据显示，仅在２０１２年第三季度，全球主要智能手机制造商销售了超过１亿７千９百万部智能移动设备，而其中绝大多数设备是采用谷歌Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统的智能手机。在当前的Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中，系统的安全保护措施主要依赖于锁定密码、文件系统加密等机制，文章主要针对以下３个方面进行了相关研究，包括：Ａｎｄｒｏｉｄ屏幕图案锁定算法和破解；Ａｎｄｒｏｉｄ屏幕密码锁定算法及破解；Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密原理。关键词：Ａｎｄｒｏｉｄ安全；Ａｎｄｒｏｉｄ密码破解；手机取证中图分类号：ＴＰ３９３．０８文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—１１２２（２０１３）０１—００７１—０４ＡｎｄｒｏｉｄＳｅｃｕｒｉｔｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＤｅｃｒｙｐｔｉｏｎＳＵＮＹｉ（ＭｅｉｙａＰｉｃｏＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．Ｘｉａｍｅｎ，ＸｉａｍｅｎＦｕｊｉａｎ３６１００８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｆａｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｅｏｐｌｅｃｈｏｏｓｅｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｓ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌａｔｅｓｔｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｆｒｏｍＩＤＣｒｅｐｏｒｔｓ，ｖｅｎｄｏｒｓｓｈｉｐｐｅｄｍｏｒｅｍｏｂｉｌｅｄｅｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅｔｈｉｒｄｑｕａｒｔｅｒｏｆ２０１２，ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｍａｒｅｔｈａｎ１９７ｍｉｌｌｉｏｎｓｍａｒｔｗｉｔｈＡｎｄｒｏｉｄＯＳｆｒｏｍＧｏｏｇｌｅ．Ｉｎｐｒｅｓｅｎｔｖｅｒｓｉｏｎｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒＣＯＶｆｆｆＳｔｈｅＡｎｄｒｏｉｄ，Ｓｇｌ－∞ｎｌｏｃｋａｎｄｆｉｌｅＡｎｄｒｏｉｄｓｙｓｔｅｍｅｎｅｒｙｐｔｉｏｎａｒｅｔｗｏｍａｊｏｒｓｅｃｕｒｉｔｙｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓａ啪ｌｏｃｋｐａｔｔｅｒｎｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆＡｎｄｒｏｉｄｍｏｂｉｌｅａｎｄｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ，Ａｎｄｒｏｉｄｄｅｖｉｃｅｓ：ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｏｍｅｈｏｔｔｏｐｉｃａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ：Ｓｃｒｅｅｎｌｏｃｋｐａｓｓｃｏｄｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ，ＳｔｏｒａｇｅｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎＫｅｙＡｎｄｒｏｉｄｄｅｖｉｃｅｓ．ｐａｓｓｗｏｒｄｄｅｅｒｙｐｔｉｏｎ；ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｆｏｍｍｉｃｓｗｏｒｄｓ：ａｎｄｒｏｉｄｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｓｎｄｒｏｉｄＯ引言随着移动通信技术的高速发展，手机、平板电脑等移动设备已经逐渐深入人们的生活，越来越多的人开始重视移动设备的安全，手机的安全保护机制从早期的依靠ＵＩＣＣ卡（如ＳＩＭ、ＵＩＭ）的ＰＩＮ码保护，到设置独立的手机保护密码，直至现在主流智能手机操作系统的多重层级密码保护和文件系统保护，不断增强的安全机制在为用户带来安全的同时，也为手机取证工作的开展带来了难度。手机取证是电子数据取证技术的一个具体分支，是从手机以及各类移动通信设备中提取和恢复证据的理论和方法体系，手机取证技术的发展与移动通信技术的发展是同步的，当今手机取证技术关注的问题包括删除数据恢复、加密信息解密以及各类应用程序的提取和解析等。本文主要从手机取证的角度，对Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机及平板电脑（下文统称“Ａｎｄｒｏｉｄ设备”）的主要安全机制的原理、可靠性、解密策略和主要解密方法进行探讨，目的是使广大从事手机取证和移动信息安全技术的人员了解Ａｎｄｒｏｉｄ设备的加密和解密方法，为后续的数据提取、分析和恢复清除障碍。１Ａｎｄｒｏｉｄ设备安全机制众所周知，灿凼瑚操作系统是谷歌推出的—种基于“ｒｌｌｌ）【的移动设备平台操作系统，从宏观意义上讲，Ａｎｄｒｏｉｄ的安全机制涵盖的层面很广比如，在应用程序层面上，Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中默认的收稿时问：２０１２－１２—２４作者简介：孙奕（１９８６一），男，工程师，硕士研究生，主要研究方向：电子数据取证、密码破解。万方数据丽丽程序安装需要进行证书认证，在程序安装时，用户能够得到该程序的权限提示，诸如访问短信、联系人和网络功能的程序都需要用户确认同意之后才可安装；在安装完成后，每个应用程序的运行都将使用独立的用户和ＩＤ，并且应用程序运行于Ｄａｌｖｉｋ虚拟机中，这种机制保证了应用程序使用独立的进程、内存及存储。而从用户界面上看，Ａｎｄｒｏｉｄ的安全保护机制主要体现为对于用９ｅｄ４ｅ４８。一散列计算，得到散列值６ａ０６２６９ｂ３４５２ｅ３６６４０７１８１ａｌｂｆ９２ｅａ７３ｅ４）将散列值６ａ０６２ｂ９ｂ３４５２ｅ３６６４０７１８１ａｌｂｆ９２ｅａ７３ｅ９ｅｄ４ｃ４８存储在Ａｎｄｒｏｉｄ设备一＼ｄａｔａ＼ｓｙｓｔｅｍ＼ｇｅｓｔｕｒｅ．ｋｅｙ文件中。从上述过程我们可以看出，Ａｎｄｒｏｉｄ设备锁定图案的实质是６位数字到１８位数字，且各单数位数字为零，双数位数字不重复地排列，并将这个排列进行单次ＳＨＡ－１计算。通过数学计算可知，由于单数位确定，双数位不重复，则根据Ａｎｄｒｏｉｄ图案锁定规则可以设置的锁定图案总数为９８６３２８个，其密码容量甚至小于６位纯数字密码，所以其密码复杂程度不高，破解相对容易。户界面的访问控制的保护，比如在设备空闲时，用户可以锁定设备，并目设置解锁口令，从而防止未授权的其他用户打开设备。在Ａｎｄｒｏｉｄ设备上，常用的屏幕锁定方式包含以下几种：表１Ａｎｄｒｏｉｄ设备屏幕锁定方式主要安全机制ＰＩＮ码锁定图案密码保护面部解锁内容纯数字。４—１６位点组合，３－９位无重复字符组合，４－１６位面部识别。需配合图案或ＰＩＮ码２．２解密针对此类图形锁定，可以采用预计算密码表方式进行暴力破解，在得到图案存储文件ｇｅｓｔｕｒｅ．ｋｅｙ的基础上（需要具此外，新版本的Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中还加入了与苹果ｉＯＳ类似的文件系统加密机制。２备ｒｏｏｔ权限），使用约５０ＭＢ的密码表在１秒内即可完成所有图形锁定的破解。Ａｎｄｒｏｉｄ图案锁定原理及解密ｅ０３７６ｃ．８８１０５ａｂｅ０１２０ｅｃ５６‘４ｃ０７ｂ７６２６７ｃ７０１ｃｌｆ：８，，，６．０，２，５…１４３ｃ４９６ｆ１３ｆｂｂ７６５７￡８ｂ８１２ｄ了ｆ呲ｏｄ２９２９Ｓ０６２ｄｉｌ９：５ｒ７，５，０，２，５，３，１，４ＩＨ§ｕ譬，ｅＹｅＣａｄＵＣｔＵＳｊｌＳ５ｅ８１ｅ１Ｃ９廿ｅｄＳ毫舱譬１Ｄ３‘，２：Ｂ．，，‘，Ｕ．Ｚ，５，３．哇．１２．１加密在Ａｎｄｒｏｉｄ设备上，用户可以通过设置锁定图案作为密码对设备用户界面进行锁定，锁定界面如图２所示。ｃａ０３０７哇６４ｆ８Ｓｌｅｌｌ５０９●Ｓｆｏｆ２ｃ幽５５ｆｓｆＯｄ８ｃｂ：８，７，６．０，２，５．４，３，１８ｅ２３６７９ｃＢ３２Ｓ３１ｄ６６ｃｆＯｅ３８ａｂ３ｃｌｄｃ３ｃ３ｅＯａｄｃＯｄ：６，７，６，０，２，５．４，１，３ｄ２站４６９８２４１４ａａ４ｃｚｔｃ８３ｂ４ｅｅｃ５ｅ９７３９１３１２∞‘ａ７：８．７．６．０，３．１，２，４．Ｓ０ａ６ｆ９２７ｄ哇５３ｂ２７ｆｆ７５５２ｄｅ３ｃＳｅｅ８４７５ａｃ８ａＥａ３４ｅ：５，＇，‘，０，３，ｌ，２，５．４ｆｆ６４ｆｅｄｄｏａ７ｄ７ｆ伯晤９２ｂ６１７ｄｃ９９鼍ａ７蛐６ａｆｏｆ７ｄ：８，７，６．０．３，１，４，２，５４５７ｅ０１２ｃＳａ２１９０ａａｄ７ｅｃｂｅ７６ａｄｄ７ｃ７７６Ｂｄ２ａ７４ｃ４：８ｒ７，６，０，３…１８０ｆｃ６ｆｅ９ｃ２ｄｄ８５ｃｆ７１ｂ３２４１ｆ４３ｂＳｌ６８专‘４３哇３ｃＳ３：８．７，５．０．３．１．４．５．２５２，鼍５２１ａｆＯｂｃ２９３２５３９８８ｂ０５９４ｄ０５０４ｆ０４０ｃ３ａｅｄａ５１ｂ：８，７．６，０，３．１，５．４，２８８７２ｂｅ０９０４９ａｃｂｃ９４ａａｄｂｄａ４ｅ７９ｆ６ｃｅａ５４２ａｄ６４５：８，７，６，０．３ｒ２，１．４，５８窳，３５ｅｅ０７１０７ｃ４ａ４４３１４３０２ｆｌｃｆＯｆ３２８１２７ｅｃ３２７：８，７，５，０，３．２…４４ｄ４８６ｆ４ｃ９１ｃｄｂ８ｂａａｃ２６３ａＳｌｅｅｂｃａＯｃ５９５ｃｃ７８０８：８，７，６，０，３…２４０２０５３４５６９７６４８６４ｆ５ｂ５２ｔ０８ｔ２３７ｆ３ａ９６ｅｆ２３０再ｅｌ：５，７，６，０，３，２．１，５，４１５ｃ９ｆ７ｃ７ｂ膏２１８１１ｄｃｃ蛐Ｓ２０１９２０２童Ｓ１２７０哇３ｄ６ａ２ｆ：８，７．６，０．３．２．５，１．４７６ａｂ２‘７盆＇１２６８１ｅ眦７ａ５４ｌＯｂｌ泓ｏａｆｃａｌａ７６ａ６ａｆ：８．７，６，０．３，２，５．４，１ｅ９６６２ｅ４７９９ｃｌｅｃ８ｅｂ４２６‘９４０ｂ００７４ｅｇｄａｅｆａｄ４５ｆ：８．７．６，０，３．４，１，２，５５．Ｉｃ６Ｅ哟ｂ丑Ｓ６ｂ０敏ｌｃ２ｆ６ａｃｌ０４８ｅ３ｄｅｌ９ｃ３７４Ｌｌ■ｉＳ３ｄｅｇｅ：８，７，６，０，３，４，１，５，２图３Ａｎｄｒｏｉｄｍ定图形密码表３Ａｎｄｒｏｉｄ字符密码加密原理及破解３．１加密除了可以采用图形设定设备之外，Ａｎｄｒｏｉｄ还允许用户使图２Ａｎｄｒｏｉｄ４．０的图案锁定界面Ａｎｄｒｏｉｄ设备的锁定界面由９点构成，锁定图案需满足三个要求：至少３点、最多９点、无重复点，这种看似复杂的解锁用４—１６位的数字ＰＩＮ码或者文本字符作为锁定密码。相对于图形来讲，字符型密码的复杂度更高，在默认情况下，Ａｎｄｒｏｉｄ允许用户设置４一１６位的字符密码，每一位密码范围方式在ＡｎｄＩＤｉｄ存储时使用的是明文转换后采用散列方式存储。Ａｎｄｒｏｉｄ设备图案锁定的加密存储过程：图案输入一＞转换明文－＞ＳＨＡ一１散列－＞存储为９４字符，包括５２个大小写英文字母＋１０个数字＋３０个除空格外的标点符号，在这种要求下输入的字符，加入Ｓａｌｔ后进行１）用户输入图案，假设用户输入如图２所示的图案（即形如字母Ｚ的图形）。２）将图案转换为明文数字，从左上角起编号为ｏｏ，至右下角止编号为０８，则上述图形转换后为００—０１—０２—０４一０６—０７一０８。ＳＨＡ一１和ＭＤ５散列，之后，将散列结果存储于一＼ｄａｔａ＼ｓｙｓｔｅｍ＼ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ３婵１：中。Ａｎｄｒｏｉｄ设备字符密码加密过程：字符输入＿＞加入Ｓａｈ－＞ＳＨＡ－Ｉ＋ＭＤ５散列＿＞合并散列存储。在Ａｎｄｒｏｉｄ的源代码中可了解其字符密码加密的过程实现方式（ｃｏｍ／ａｎｄｒｏｉｄ／ｉｎｔｅｒｎａｌ／ｗｉｄｇｅｔ／ＬｏｅｋＰａｔｔｅｒｎＵｔｉｌｓ．ｊａｖａ），如图４所示：３）将十六进制字符串０００１０２０４０６０７０８使用ＳＨＡ一１进行７２．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——万方数据Ｊ。。。。。。。。。。。。。。。。。。。＿。。。。＿＿＿。。。。。。。。●。。。。。。。。——／加１３年第０１期，车＋Ｇｅｎｅｒａｔｅｕｓｅａａｈａｓｈｆｏｒｔｈｅｇｉｖｅｎｐａｓｓｗｏｒｄ．Ｔｏａｖｏｉｄｂｒｕｔｅｆｏｒｃｅａｔｔａｃｋｓ。ｗｅｓｅｃｕｒｅ，ｂｕｔｉｔｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｌｅａｓｔｓｅｃｏｎｄｌｅｖｅｌｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔ在这个Ｋｅｙ文件中，包含了７２字节的１６进制字符串，这７２字节字符串由包含Ｓａｌｔ的原始数据分别计算ＳＨＡ一１和ｓａｌｔｅｄｈａｓｈ．ｍｏｓｔａｔａ＋ＮｏｔｔｈｅｈｖｅｌｉＳｔｈａｔ＋ｔｈｅｆｉｌｅｉｓＭＤ５之后的散列值组合而成，下面是一个Ａｎｄｒｏｉｄ２．３．５设备中提取出的Ｋｅｙ３吲ｔｔ：的示例：表２ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ文件的组成８７７Ｄ４４ＤＣＢ２４Ａ５７００４Ｄ８６Ｃ１ＦＥ９９２５ＡＥ５９ＢＤ７羽￡８ＥＯＡＦ２５２６２０８４Ｄ７ＣＯＤＦ５Ｅ０１Ｄ２８ＣＥ９ＣＤ６６７Ｄｏｎｌｙｒｅａｄａｂｌｅｂｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｈｅ＋＠ｐａｒａｍｐａｓｓｗｏｒｄｇｅｓｔｕｒｅｐａｔｔｅｒｎ．‘＠ｒｅｔｕｒｎｔｈｅｈａｓｈｔｉｔｈｅｐａｔｔｅｒｎｉｎａｂｙｔｅａｒｒａｙ．ｉｎａｐｒｏｃｅｓｓ．＋，ｐｕｂｌｉｃｂｙｔｅ［】ｐａｓｓｗｏｒｄＴｏＨａｓｈ（Ｓｔｒｉｎｇｐａｓｓｗｏｒｄ）Ｉｉｆ（ｐａｓｓｗｏｒｄ—ｎｕｌｌ）｛ｒｅｔｕｒｎｎｕｌｌ；Ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ文件中的值８７７Ｄ４４ＤＣＢ２４Ａ５７００４Ｄ８６Ｃ１ＦＥ９９２５ＡＡＦ２５２６２０８４Ｄ７ＣＯＤＦ５ＥＯＩＤ２８ＣＥ９ＣＤ６Ｅ５９ＢＤ７８Ｅ８Ｅ０６７Ｄ）ＳｔｒｉｎｇＭｇｏ＝ｎｕｌｌ；ｂｙｔｅ［】ｈａｓｈｅｄ＝ｎｕｌｌ；ｔｒｙＩ带Ｓａｌｔ数据计算ＳＨＡ－Ｉ的散列值带Ｓａｌｔ数据计算ＭＤ５的散列值在得到Ｔｐａｓｓｗｏｒｄ值与Ｓａｈ之后，我们便可采用暴力破解的方式对Ａｎｄｒｏｉｄ设备的字符型密码进行攻击。对于Ａｎｄｒｏｉｄ设备中字符型密码的暴力破解可以采用常见的散列暴力破解软件来进行，我们以上面几幅图中获取的信息ｂｙｔｅ［】ｓａｌｔｅｄＰａｓｓｗｏｒｄ＝（ｐａｓｓｗｏｒｄ＋ｇｅｔＳａｌｔ（））．ｇｅｔＢｙｔｅｓ０；ｂｙｔｅ［】ｓｈａｌ＝ＭｅｓｓａｇｅＤｉｇｅｓｔ．ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（ａｌｇｏ＝”ＳＨＡ－１’’）．ｄｉｇｅｓｔ（ｓａｌｔｅｄＰａｓｓｗｏｒｄ）；ｂｙｔｅ［】ｒｏｄ５＝ＭｅｓｓａｇｅＤｉｇｅ８ｔ．ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（ａｌｇｏ：”ＭＤ５”）．ｄｉｇｅｓｔ（ｓａｌｔｅｄＰａｓｓｗｏｒｄ）；ｈａｓｈｅｄ＝（ｔｏＨｅｘ（ｓｈａｌ）‘＋ｔｏＨｅｘ（ｍｄ５））．ｇｅｔＢｙｔｅｓ０；ｌｃａｔｃｈ（ＮｏＳｕｃｈＡｌｇｏｒｉｔｈｍＥｘｃｅｐｔｉｏｎｅ）ＩＬｏｇ．ｗ（ＴＡＧ．”ＦａｉｌｅｄｔｏｅｎｃｏｄｅｓｔｒｉｎｇｂｅｃａｕｓｅｏｆｍｉｓｓｉｎｇＭｇｏｒｉｔｈｍ：”＋ａｌｇｏ）；｝ｒｅｔｕｒｎ为例，演示如何进行暴力破解：１）提取密码的ＭＤ散列值，拆分方法见表２。２）从ｓｅｔｔｉｎｇ．ｄｂ中提取Ｓａｌｔ值：６５８１７２６０３２４１３７４６７９１，将其转换为十六进制值５８５６ＦＣＦ４７ＡＦ６６６６７．３）将上述两个值加入散列暴力破解软件，并设置相关掩码。４）运行破解软件进行破解。ｈａｓｈｅｄ；图４Ａｎｄｍｉｄ字符型加密源代码使用此种加密方法后，假设用户按照系统要求的最小位数４位设置密码，密码容量为７８０７４８９６个，即７千８百万个，而当用户设置了最高１６位密码时，其密码容量达到了惊人的３７１５７４２９０８３４ｌ００９１６８５９４５０８９７８５８５６个，即３．７＂１０３１个密码，由此可以看出，Ａｎｄｒｏｉｄ设备上字符型密码锁定设备的密码强度相当高。３．２解密从图４所引用的Ａｎｄｒｏｉｄ源代码中我们可知，字符型密码在进行ＳＨＡ—Ｉ前首先被加入了Ｓａｌｔ值，而如果需要使用暴力破解或预计算密码表的方式需要提供Ｓａｌｔ值，在Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中，字符型密码使用到的Ｓａｌｔ值存储于手机设备的ｓｅｔｔｉｎｇｓ．ｄｂ数据库中，该文件位于：－／ｄａｔＭｄａｔａ／ｃｏｍ．ａｎｄｒｏｉｄ．ｐｒｏｖｉｄｅｒｓ．ｓｅｔｔｉｎｇｓ／图６暴力破解结果在该数据库中的ｓｅ一表，储存了字符密码加密．伽的ＳａＬ６２０３在以上的演示中，作者使用了一台显卡为ｎＶｉｄｉａＮＶＳ３１００Ｍ的ＴｈｉｎｋＰａｄＴ４１０笔记本电脑，该机器显卡具有两个显示核心，配合ＣＵＤＡ技术，仅用了１秒即破解出了密码“１２３４”，７７９７９６Ｉｏｃｋｓｃ…．Ｉｏｃｋｏｕｂｎｅｍｐｔｃｅａｄｌ；呻ｂａｃｋｇ…ｄ—ｄａ协ｂｌｕｅｔ∞ｔｈｂｌｕＨ。ｏｔｈｏＲ９４３９３８６６５１破解速度可达８８３１２个，每秒。当然，破解密码的时间与密码长度和复杂度直接相关，假设使用作者测试这台笔记本电脑直接进行暴力破解，以３种不同的字符集范围及长度耗费的预计时间如下：表３暴力破解耗时预计４位完整字符集７８０７４８９６／８８３１２／６０６．４６５６６６７６８７９７７９９１ｓｅｔｈｅａｃｐｒｌｏｒ；ｔｙ５０（９：７１１Ｄ＝２ＣＤＦ１０ＣＯ０１８０５～ｂ：ｌｅＢ∞ｌｏｃｋｄａｔｅ８０６ａｄｂｅｎａｂｌｅｄＤａｎｅｒｒ，ａｕｔｏｌｏｃｋ０７０８１１Ｉｏｃｋｓ㈣ｎｐａｓ～ｒｄ＿ｔｙｐｅ１３１０７２６位完整字符集９４‘６，８８３１２／３６０Ｑ／２４４—１６位完整字符集９４＂１６／８８３１２／３６００／２４／３６５１４．７３４分钟图５９０．４１３天１３３４１９５０６６２２７０３４１８８３．９６１年ｓｅｔｔｉｎｇｓ．ｄｂ中存储的Ｓａｌｔ这样的结果就是天文数字了＇对于这种类型的密码破解，可以采用以下几种方式进行优化：１）使用高性能破解硬件，如选用高性能显卡，使用ＣＵＤＡ技术或Ｓｔｒｅａｍ技术采取ＧＰＵ或ＣＰＵ＋ＧＰＵ方式进行密同时，解密还需获得前文描述加密部分所提到的ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ文件中所包含的散列值，该文件存储于以下位置：～＼ｄａｔａ＼ｓｙｓｔｅｍ＼ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ万方数据磊虱码破解，从而大幅度提高密码破解速度，如换用一块ｎＶｉｄｉａＧＴＸ６８０显卡，可将密码破解速度提高至每秒５０万个以上。２）降低密码复杂程度，对于大多数使用者来说，字符型密码一般不会选择符号等特殊字符，采用密码分析策略，可在Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密中，主密钥采用ＡＥＳ１２８位加密，主密钥在加入Ｓａｌｔ值之后被存储于分区尾部或独立的文件中。在进行存储解密时，首先需要将Ａｎｄｒｏｉｄ设备进行完整的物理转储（可采用ＪＴＡＧ等方式），之后从分区尾部查找Ｓａｌｔ以首先尝试全数字破解，如无结果，再尝试数字＋小写英文字母等方式，减少需进行破解的密码容量，结合上面采用多块ＧＰＵ加速方式进行破解，可以在１．２天之内完成１０—１１位值以及加密后的主密钥，使用带Ｓａｌｔ的ＰＢＫＤＦ暴力破解的方式对密码进行测试，使用得出的密钥与ＳＨＡ－２５６计算后的ＶＩ对主密钥进行解密，之后便可使用真正主密钥对完整镜像进行解密。数字＋大写／ｄ，写字符密码的破解。掌握了破解方法后，也可以采用编写ｐｙｔｈｏｎ脚本的方式实现自动化字符密码破解，但这种方式主要使用ＣＰＵ进行密码破解，速度较慢，不适用于复杂密码的暴力破解。上文中由于存储加密与设备锁定密码设置相同，在进行存储加密破解时。可以首先对全字符锁定密码进行暴力破解之后再进行存储加密破解。用于演示的数据采用ＣＰＵ暴力破解用时３秒左右得出结果。№”删ｗ—｝ｘ竹岁。：掣ｋｅｙｔｅｎ－．３２’Ｋ．ｖ（１看哺）ｔＶ０、ＺＢｐｉｔ）／Ｈ“～‘８“ａｏ…——鲥Ⅲ２Ｂｂ‘ｌＩ、、７图７使用ｐｙｔｈｏｎ脚本对Ａｎｄｒｏｉｄ字符型密码进行暴力破解４Ａｎｄｒｏｉｄ面部识别的破解在Ａｎｄｒｏｉｄ４．０及以上版本中除了．上面提到的图案解锁和字‰。州Ⅲ，———Ｉ…Ｅｓｓｌｖ＝一，ｓｎ嘧脚——｝卧恻一“…圈８Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密的原理符解锁外，还增加了面部识别解锁，用户可以使用自己的面部特征作为验证身份唯一性的标志来锁定设备，这种方法通过采集人类面部图像，并通过特定的算法（如双眼或五官特征及间距）判断同一性，这种锁定，解锁方式省去了繁琐的密码输６结束语在当今的手机和移动设备取证工作中，Ａｎｄｒｏｉｄ设备占据了较大的比重，对于Ａｎｄｒｏｉｄ设备中安全机制的研究目前是手机取证领域重点关注的方向之・，从事电子数据取证、信息安全相关行业的技术人员对于Ａｎｄｒｏｉｄ加密原理及解密方法方面具备较为普遍的需求。本文主要分析了当前主流Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统安全机制中的入过程，受到了用户的积极回应。但是，由于面部识别并不能做到完全可靠、准确的识别，并且，缺乏真人判断机制，因此，恶意用户可以采用授权用户照片等方式来绕过这个验证。正是由于上述原因，目前，ＡｎｄｒｏｉｄＡｎｄｒｏｉｄ４．１Ｊｅｌｌｙ４．０ＩｃｅＣｒｅａｍＳａｎｄｗｉｃｈ、Ｂｅａｎ以及Ａｎｄｒｏｉｄ４．２ＪｅｌｌｙＢｅａｎ在用户选加密机制，详细介绍了各类加密方式的原理和算法，并根据其计算难度给出了解密思路及方法，为广大专业技术人员提供了较为有力的理论依据和实践指导。同时，由于篇幅等条件所限，本文没有针对接下来逐渐占据主流地位的Ａｎｄｒｏｉｄ３．ｘ／４．择面部识别解锁的同时，还需要用户选择ＰＩＮ数字密码或者图案锁定进行辅助，所以，对于所有采用面部识别锁定的Ａｎｄｒｏｉｄ设备，可以选择采用针对图案锁定和字符锁定的破解方式进行破解。由于本文探讨范围的限制，关于Ａｎｄｒｏｉｄ设备面部识别算法的原理不再赘述。５Ｘ使用的存储加密进行深入的解密分析，在今后的研究中，作者将另外专门针对此类加密进行介绍。◆（责编杨晨）Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密除了屏幕锁定外，新版本的Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统还支持对参考文献：［１】ＡｎｄｒｅｗＨｏｏｇ．ＡｎｄｒｏｉｄＦｏｒｅｎｓｉｃｓ［ＭＩ．Ｗａｌｔｈａｍ：Ｓｙｎｇｒｅｓｓ，２０１１．ＳｅｃｕｒｉｔｙｆｏｒｔｈｅＡｎｄｒｏｉｄ【２】２ＪｅｆｆＳｉｘ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＯ’Ｐ．ｅＵｙ，２０１１．Ｐｌａｔｆｏｒｍ【Ｍ】．Ｓｅｂａｓｔｏｐｏｌ：ＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｎＡｎｄｒｏｉｄ设备内置存储空间进行加密，这种加密方式基于ｄｍ—ｃｒｙｐｔ，运行于ｂｌｏｃｋｄｅｖｉｃｅ层，这样的加密默认只能对ｅｘｔ４分区进行，所以在Ａｎｄｒｏｉｄ３．０及以上的版本中才提供这种功能，存储加密要求首先设置至少六位ｇ／ｇ含至少一位数字的字符型密码。【３ＧｕｉｌｌａｕｍｅＤａｖｅ，ｘｈｌｇＭｏｂｉｌｅ【４】ＮｏｔｅｓｈｔｍｌＣｈａｏ，ＫｉｓｈｏｒｅＳｒｉａｄｉｂｈａｔｈ．ＦａｃｅＰｈｏｎｅＳ冈．ＳｔａｎｆｏｒｄｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．ｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｉｎＡｎｄｒｏｉｄ３．０，【ｚ】．ｈｔｔｐ：／／ｓｏｕｒｃｅ．ａｎｄｒｏｉｄ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈ／ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ／ａｎｄｒｏｉｄ＿ｃｒｙｐｔｏ＿ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．万方数据

2023年7月31日发(作者：)

．历丽■ｄｏｉ：１０．３９６９，ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１・１１２２．２０１３．０１．０１９Ａｎｄｒｏｉｄ安全保护机制及解密方法研究孙奕（厦门市美亚柏科信息股份有限公司，福建厦门３６１００８）摘要：随着移动通信技术的快速发展，越来越多的用户开始使用智能手机，来自ＩＤＣ的数据显示，仅在２０１２年第三季度，全球主要智能手机制造商销售了超过１亿７千９百万部智能移动设备，而其中绝大多数设备是采用谷歌Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统的智能手机。在当前的Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中，系统的安全保护措施主要依赖于锁定密码、文件系统加密等机制，文章主要针对以下３个方面进行了相关研究，包括：Ａｎｄｒｏｉｄ屏幕图案锁定算法和破解；Ａｎｄｒｏｉｄ屏幕密码锁定算法及破解；Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密原理。关键词：Ａｎｄｒｏｉｄ安全；Ａｎｄｒｏｉｄ密码破解；手机取证中图分类号：ＴＰ３９３．０８文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—１１２２（２０１３）０１—００７１—０４ＡｎｄｒｏｉｄＳｅｃｕｒｉｔｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＤｅｃｒｙｐｔｉｏｎＳＵＮＹｉ（ＭｅｉｙａＰｉｃｏＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．Ｘｉａｍｅｎ，ＸｉａｍｅｎＦｕｊｉａｎ３６１００８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｆａｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｅｏｐｌｅｃｈｏｏｓｅｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｓ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌａｔｅｓｔｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｆｒｏｍＩＤＣｒｅｐｏｒｔｓ，ｖｅｎｄｏｒｓｓｈｉｐｐｅｄｍｏｒｅｍｏｂｉｌｅｄｅｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅｔｈｉｒｄｑｕａｒｔｅｒｏｆ２０１２，ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｍａｒｅｔｈａｎ１９７ｍｉｌｌｉｏｎｓｍａｒｔｗｉｔｈＡｎｄｒｏｉｄＯＳｆｒｏｍＧｏｏｇｌｅ．Ｉｎｐｒｅｓｅｎｔｖｅｒｓｉｏｎｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒＣＯＶｆｆｆＳｔｈｅＡｎｄｒｏｉｄ，Ｓｇｌ－∞ｎｌｏｃｋａｎｄｆｉｌｅＡｎｄｒｏｉｄｓｙｓｔｅｍｅｎｅｒｙｐｔｉｏｎａｒｅｔｗｏｍａｊｏｒｓｅｃｕｒｉｔｙｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓａ啪ｌｏｃｋｐａｔｔｅｒｎｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆＡｎｄｒｏｉｄｍｏｂｉｌｅａｎｄｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ，Ａｎｄｒｏｉｄｄｅｖｉｃｅｓ：ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｏｍｅｈｏｔｔｏｐｉｃａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ：Ｓｃｒｅｅｎｌｏｃｋｐａｓｓｃｏｄｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ，ＳｔｏｒａｇｅｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎＫｅｙＡｎｄｒｏｉｄｄｅｖｉｃｅｓ．ｐａｓｓｗｏｒｄｄｅｅｒｙｐｔｉｏｎ；ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｆｏｍｍｉｃｓｗｏｒｄｓ：ａｎｄｒｏｉｄｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｓｎｄｒｏｉｄＯ引言随着移动通信技术的高速发展，手机、平板电脑等移动设备已经逐渐深入人们的生活，越来越多的人开始重视移动设备的安全，手机的安全保护机制从早期的依靠ＵＩＣＣ卡（如ＳＩＭ、ＵＩＭ）的ＰＩＮ码保护，到设置独立的手机保护密码，直至现在主流智能手机操作系统的多重层级密码保护和文件系统保护，不断增强的安全机制在为用户带来安全的同时，也为手机取证工作的开展带来了难度。手机取证是电子数据取证技术的一个具体分支，是从手机以及各类移动通信设备中提取和恢复证据的理论和方法体系，手机取证技术的发展与移动通信技术的发展是同步的，当今手机取证技术关注的问题包括删除数据恢复、加密信息解密以及各类应用程序的提取和解析等。本文主要从手机取证的角度，对Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机及平板电脑（下文统称“Ａｎｄｒｏｉｄ设备”）的主要安全机制的原理、可靠性、解密策略和主要解密方法进行探讨，目的是使广大从事手机取证和移动信息安全技术的人员了解Ａｎｄｒｏｉｄ设备的加密和解密方法，为后续的数据提取、分析和恢复清除障碍。１Ａｎｄｒｏｉｄ设备安全机制众所周知，灿凼瑚操作系统是谷歌推出的—种基于“ｒｌｌｌ）【的移动设备平台操作系统，从宏观意义上讲，Ａｎｄｒｏｉｄ的安全机制涵盖的层面很广比如，在应用程序层面上，Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中默认的收稿时问：２０１２－１２—２４作者简介：孙奕（１９８６一），男，工程师，硕士研究生，主要研究方向：电子数据取证、密码破解。万方数据丽丽程序安装需要进行证书认证，在程序安装时，用户能够得到该程序的权限提示，诸如访问短信、联系人和网络功能的程序都需要用户确认同意之后才可安装；在安装完成后，每个应用程序的运行都将使用独立的用户和ＩＤ，并且应用程序运行于Ｄａｌｖｉｋ虚拟机中，这种机制保证了应用程序使用独立的进程、内存及存储。而从用户界面上看，Ａｎｄｒｏｉｄ的安全保护机制主要体现为对于用９ｅｄ４ｅ４８。一散列计算，得到散列值６ａ０６２６９ｂ３４５２ｅ３６６４０７１８１ａｌｂｆ９２ｅａ７３ｅ４）将散列值６ａ０６２ｂ９ｂ３４５２ｅ３６６４０７１８１ａｌｂｆ９２ｅａ７３ｅ９ｅｄ４ｃ４８存储在Ａｎｄｒｏｉｄ设备一＼ｄａｔａ＼ｓｙｓｔｅｍ＼ｇｅｓｔｕｒｅ．ｋｅｙ文件中。从上述过程我们可以看出，Ａｎｄｒｏｉｄ设备锁定图案的实质是６位数字到１８位数字，且各单数位数字为零，双数位数字不重复地排列，并将这个排列进行单次ＳＨＡ－１计算。通过数学计算可知，由于单数位确定，双数位不重复，则根据Ａｎｄｒｏｉｄ图案锁定规则可以设置的锁定图案总数为９８６３２８个，其密码容量甚至小于６位纯数字密码，所以其密码复杂程度不高，破解相对容易。户界面的访问控制的保护，比如在设备空闲时，用户可以锁定设备，并目设置解锁口令，从而防止未授权的其他用户打开设备。在Ａｎｄｒｏｉｄ设备上，常用的屏幕锁定方式包含以下几种：表１Ａｎｄｒｏｉｄ设备屏幕锁定方式主要安全机制ＰＩＮ码锁定图案密码保护面部解锁内容纯数字。４—１６位点组合，３－９位无重复字符组合，４－１６位面部识别。需配合图案或ＰＩＮ码２．２解密针对此类图形锁定，可以采用预计算密码表方式进行暴力破解，在得到图案存储文件ｇｅｓｔｕｒｅ．ｋｅｙ的基础上（需要具此外，新版本的Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中还加入了与苹果ｉＯＳ类似的文件系统加密机制。２备ｒｏｏｔ权限），使用约５０ＭＢ的密码表在１秒内即可完成所有图形锁定的破解。Ａｎｄｒｏｉｄ图案锁定原理及解密ｅ０３７６ｃ．８８１０５ａｂｅ０１２０ｅｃ５６‘４ｃ０７ｂ７６２６７ｃ７０１ｃｌｆ：８，，，６．０，２，５…１４３ｃ４９６ｆ１３ｆｂｂ７６５７￡８ｂ８１２ｄ了ｆ呲ｏｄ２９２９Ｓ０６２ｄｉｌ９：５ｒ７，５，０，２，５，３，１，４ＩＨ§ｕ譬，ｅＹｅＣａｄＵＣｔＵＳｊｌＳ５ｅ８１ｅ１Ｃ９廿ｅｄＳ毫舱譬１Ｄ３‘，２：Ｂ．，，‘，Ｕ．Ｚ，５，３．哇．１２．１加密在Ａｎｄｒｏｉｄ设备上，用户可以通过设置锁定图案作为密码对设备用户界面进行锁定，锁定界面如图２所示。ｃａ０３０７哇６４ｆ８Ｓｌｅｌｌ５０９●Ｓｆｏｆ２ｃ幽５５ｆｓｆＯｄ８ｃｂ：８，７，６．０，２，５．４，３，１８ｅ２３６７９ｃＢ３２Ｓ３１ｄ６６ｃｆＯｅ３８ａｂ３ｃｌｄｃ３ｃ３ｅＯａｄｃＯｄ：６，７，６，０，２，５．４，１，３ｄ２站４６９８２４１４ａａ４ｃｚｔｃ８３ｂ４ｅｅｃ５ｅ９７３９１３１２∞‘ａ７：８．７．６．０，３．１，２，４．Ｓ０ａ６ｆ９２７ｄ哇５３ｂ２７ｆｆ７５５２ｄｅ３ｃＳｅｅ８４７５ａｃ８ａＥａ３４ｅ：５，＇，‘，０，３，ｌ，２，５．４ｆｆ６４ｆｅｄｄｏａ７ｄ７ｆ伯晤９２ｂ６１７ｄｃ９９鼍ａ７蛐６ａｆｏｆ７ｄ：８，７，６．０．３，１，４，２，５４５７ｅ０１２ｃＳａ２１９０ａａｄ７ｅｃｂｅ７６ａｄｄ７ｃ７７６Ｂｄ２ａ７４ｃ４：８ｒ７，６，０，３…１８０ｆｃ６ｆｅ９ｃ２ｄｄ８５ｃｆ７１ｂ３２４１ｆ４３ｂＳｌ６８专‘４３哇３ｃＳ３：８．７，５．０．３．１．４．５．２５２，鼍５２１ａｆＯｂｃ２９３２５３９８８ｂ０５９４ｄ０５０４ｆ０４０ｃ３ａｅｄａ５１ｂ：８，７．６，０，３．１，５．４，２８８７２ｂｅ０９０４９ａｃｂｃ９４ａａｄｂｄａ４ｅ７９ｆ６ｃｅａ５４２ａｄ６４５：８，７，６，０．３ｒ２，１．４，５８窳，３５ｅｅ０７１０７ｃ４ａ４４３１４３０２ｆｌｃｆＯｆ３２８１２７ｅｃ３２７：８，７，５，０，３．２…４４ｄ４８６ｆ４ｃ９１ｃｄｂ８ｂａａｃ２６３ａＳｌｅｅｂｃａＯｃ５９５ｃｃ７８０８：８，７，６，０，３…２４０２０５３４５６９７６４８６４ｆ５ｂ５２ｔ０８ｔ２３７ｆ３ａ９６ｅｆ２３０再ｅｌ：５，７，６，０，３，２．１，５，４１５ｃ９ｆ７ｃ７ｂ膏２１８１１ｄｃｃ蛐Ｓ２０１９２０２童Ｓ１２７０哇３ｄ６ａ２ｆ：８，７．６，０．３．２．５，１．４７６ａｂ２‘７盆＇１２６８１ｅ眦７ａ５４ｌＯｂｌ泓ｏａｆｃａｌａ７６ａ６ａｆ：８．７，６，０．３，２，５．４，１ｅ９６６２ｅ４７９９ｃｌｅｃ８ｅｂ４２６‘９４０ｂ００７４ｅｇｄａｅｆａｄ４５ｆ：８．７．６，０，３．４，１，２，５５．Ｉｃ６Ｅ哟ｂ丑Ｓ６ｂ０敏ｌｃ２ｆ６ａｃｌ０４８ｅ３ｄｅｌ９ｃ３７４Ｌｌ■ｉＳ３ｄｅｇｅ：８，７，６，０，３，４，１，５，２图３Ａｎｄｒｏｉｄｍ定图形密码表３Ａｎｄｒｏｉｄ字符密码加密原理及破解３．１加密除了可以采用图形设定设备之外，Ａｎｄｒｏｉｄ还允许用户使图２Ａｎｄｒｏｉｄ４．０的图案锁定界面Ａｎｄｒｏｉｄ设备的锁定界面由９点构成，锁定图案需满足三个要求：至少３点、最多９点、无重复点，这种看似复杂的解锁用４—１６位的数字ＰＩＮ码或者文本字符作为锁定密码。相对于图形来讲，字符型密码的复杂度更高，在默认情况下，Ａｎｄｒｏｉｄ允许用户设置４一１６位的字符密码，每一位密码范围方式在ＡｎｄＩＤｉｄ存储时使用的是明文转换后采用散列方式存储。Ａｎｄｒｏｉｄ设备图案锁定的加密存储过程：图案输入一＞转换明文－＞ＳＨＡ一１散列－＞存储为９４字符，包括５２个大小写英文字母＋１０个数字＋３０个除空格外的标点符号，在这种要求下输入的字符，加入Ｓａｌｔ后进行１）用户输入图案，假设用户输入如图２所示的图案（即形如字母Ｚ的图形）。２）将图案转换为明文数字，从左上角起编号为ｏｏ，至右下角止编号为０８，则上述图形转换后为００—０１—０２—０４一０６—０７一０８。ＳＨＡ一１和ＭＤ５散列，之后，将散列结果存储于一＼ｄａｔａ＼ｓｙｓｔｅｍ＼ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ３婵１：中。Ａｎｄｒｏｉｄ设备字符密码加密过程：字符输入＿＞加入Ｓａｈ－＞ＳＨＡ－Ｉ＋ＭＤ５散列＿＞合并散列存储。在Ａｎｄｒｏｉｄ的源代码中可了解其字符密码加密的过程实现方式（ｃｏｍ／ａｎｄｒｏｉｄ／ｉｎｔｅｒｎａｌ／ｗｉｄｇｅｔ／ＬｏｅｋＰａｔｔｅｒｎＵｔｉｌｓ．ｊａｖａ），如图４所示：３）将十六进制字符串０００１０２０４０６０７０８使用ＳＨＡ一１进行７２．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——万方数据Ｊ。。。。。。。。。。。。。。。。。。。＿。。。。＿＿＿。。。。。。。。●。。。。。。。。——／加１３年第０１期，车＋Ｇｅｎｅｒａｔｅｕｓｅａａｈａｓｈｆｏｒｔｈｅｇｉｖｅｎｐａｓｓｗｏｒｄ．Ｔｏａｖｏｉｄｂｒｕｔｅｆｏｒｃｅａｔｔａｃｋｓ。ｗｅｓｅｃｕｒｅ，ｂｕｔｉｔｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｌｅａｓｔｓｅｃｏｎｄｌｅｖｅｌｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔ在这个Ｋｅｙ文件中，包含了７２字节的１６进制字符串，这７２字节字符串由包含Ｓａｌｔ的原始数据分别计算ＳＨＡ一１和ｓａｌｔｅｄｈａｓｈ．ｍｏｓｔａｔａ＋ＮｏｔｔｈｅｈｖｅｌｉＳｔｈａｔ＋ｔｈｅｆｉｌｅｉｓＭＤ５之后的散列值组合而成，下面是一个Ａｎｄｒｏｉｄ２．３．５设备中提取出的Ｋｅｙ３吲ｔｔ：的示例：表２ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ文件的组成８７７Ｄ４４ＤＣＢ２４Ａ５７００４Ｄ８６Ｃ１ＦＥ９９２５ＡＥ５９ＢＤ７羽￡８ＥＯＡＦ２５２６２０８４Ｄ７ＣＯＤＦ５Ｅ０１Ｄ２８ＣＥ９ＣＤ６６７Ｄｏｎｌｙｒｅａｄａｂｌｅｂｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｈｅ＋＠ｐａｒａｍｐａｓｓｗｏｒｄｇｅｓｔｕｒｅｐａｔｔｅｒｎ．‘＠ｒｅｔｕｒｎｔｈｅｈａｓｈｔｉｔｈｅｐａｔｔｅｒｎｉｎａｂｙｔｅａｒｒａｙ．ｉｎａｐｒｏｃｅｓｓ．＋，ｐｕｂｌｉｃｂｙｔｅ［】ｐａｓｓｗｏｒｄＴｏＨａｓｈ（Ｓｔｒｉｎｇｐａｓｓｗｏｒｄ）Ｉｉｆ（ｐａｓｓｗｏｒｄ—ｎｕｌｌ）｛ｒｅｔｕｒｎｎｕｌｌ；Ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ文件中的值８７７Ｄ４４ＤＣＢ２４Ａ５７００４Ｄ８６Ｃ１ＦＥ９９２５ＡＡＦ２５２６２０８４Ｄ７ＣＯＤＦ５ＥＯＩＤ２８ＣＥ９ＣＤ６Ｅ５９ＢＤ７８Ｅ８Ｅ０６７Ｄ）ＳｔｒｉｎｇＭｇｏ＝ｎｕｌｌ；ｂｙｔｅ［】ｈａｓｈｅｄ＝ｎｕｌｌ；ｔｒｙＩ带Ｓａｌｔ数据计算ＳＨＡ－Ｉ的散列值带Ｓａｌｔ数据计算ＭＤ５的散列值在得到Ｔｐａｓｓｗｏｒｄ值与Ｓａｈ之后，我们便可采用暴力破解的方式对Ａｎｄｒｏｉｄ设备的字符型密码进行攻击。对于Ａｎｄｒｏｉｄ设备中字符型密码的暴力破解可以采用常见的散列暴力破解软件来进行，我们以上面几幅图中获取的信息ｂｙｔｅ［】ｓａｌｔｅｄＰａｓｓｗｏｒｄ＝（ｐａｓｓｗｏｒｄ＋ｇｅｔＳａｌｔ（））．ｇｅｔＢｙｔｅｓ０；ｂｙｔｅ［】ｓｈａｌ＝ＭｅｓｓａｇｅＤｉｇｅｓｔ．ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（ａｌｇｏ＝”ＳＨＡ－１’’）．ｄｉｇｅｓｔ（ｓａｌｔｅｄＰａｓｓｗｏｒｄ）；ｂｙｔｅ［】ｒｏｄ５＝ＭｅｓｓａｇｅＤｉｇｅ８ｔ．ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（ａｌｇｏ：”ＭＤ５”）．ｄｉｇｅｓｔ（ｓａｌｔｅｄＰａｓｓｗｏｒｄ）；ｈａｓｈｅｄ＝（ｔｏＨｅｘ（ｓｈａｌ）‘＋ｔｏＨｅｘ（ｍｄ５））．ｇｅｔＢｙｔｅｓ０；ｌｃａｔｃｈ（ＮｏＳｕｃｈＡｌｇｏｒｉｔｈｍＥｘｃｅｐｔｉｏｎｅ）ＩＬｏｇ．ｗ（ＴＡＧ．”ＦａｉｌｅｄｔｏｅｎｃｏｄｅｓｔｒｉｎｇｂｅｃａｕｓｅｏｆｍｉｓｓｉｎｇＭｇｏｒｉｔｈｍ：”＋ａｌｇｏ）；｝ｒｅｔｕｒｎ为例，演示如何进行暴力破解：１）提取密码的ＭＤ散列值，拆分方法见表２。２）从ｓｅｔｔｉｎｇ．ｄｂ中提取Ｓａｌｔ值：６５８１７２６０３２４１３７４６７９１，将其转换为十六进制值５８５６ＦＣＦ４７ＡＦ６６６６７．３）将上述两个值加入散列暴力破解软件，并设置相关掩码。４）运行破解软件进行破解。ｈａｓｈｅｄ；图４Ａｎｄｍｉｄ字符型加密源代码使用此种加密方法后，假设用户按照系统要求的最小位数４位设置密码，密码容量为７８０７４８９６个，即７千８百万个，而当用户设置了最高１６位密码时，其密码容量达到了惊人的３７１５７４２９０８３４ｌ００９１６８５９４５０８９７８５８５６个，即３．７＂１０３１个密码，由此可以看出，Ａｎｄｒｏｉｄ设备上字符型密码锁定设备的密码强度相当高。３．２解密从图４所引用的Ａｎｄｒｏｉｄ源代码中我们可知，字符型密码在进行ＳＨＡ—Ｉ前首先被加入了Ｓａｌｔ值，而如果需要使用暴力破解或预计算密码表的方式需要提供Ｓａｌｔ值，在Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统中，字符型密码使用到的Ｓａｌｔ值存储于手机设备的ｓｅｔｔｉｎｇｓ．ｄｂ数据库中，该文件位于：－／ｄａｔＭｄａｔａ／ｃｏｍ．ａｎｄｒｏｉｄ．ｐｒｏｖｉｄｅｒｓ．ｓｅｔｔｉｎｇｓ／图６暴力破解结果在该数据库中的ｓｅ一表，储存了字符密码加密．伽的ＳａＬ６２０３在以上的演示中，作者使用了一台显卡为ｎＶｉｄｉａＮＶＳ３１００Ｍ的ＴｈｉｎｋＰａｄＴ４１０笔记本电脑，该机器显卡具有两个显示核心，配合ＣＵＤＡ技术，仅用了１秒即破解出了密码“１２３４”，７７９７９６Ｉｏｃｋｓｃ…．Ｉｏｃｋｏｕｂｎｅｍｐｔｃｅａｄｌ；呻ｂａｃｋｇ…ｄ—ｄａ协ｂｌｕｅｔ∞ｔｈｂｌｕＨ。ｏｔｈｏＲ９４３９３８６６５１破解速度可达８８３１２个，每秒。当然，破解密码的时间与密码长度和复杂度直接相关，假设使用作者测试这台笔记本电脑直接进行暴力破解，以３种不同的字符集范围及长度耗费的预计时间如下：表３暴力破解耗时预计４位完整字符集７８０７４８９６／８８３１２／６０６．４６５６６６７６８７９７７９９１ｓｅｔｈｅａｃｐｒｌｏｒ；ｔｙ５０（９：７１１Ｄ＝２ＣＤＦ１０ＣＯ０１８０５～ｂ：ｌｅＢ∞ｌｏｃｋｄａｔｅ８０６ａｄｂｅｎａｂｌｅｄＤａｎｅｒｒ，ａｕｔｏｌｏｃｋ０７０８１１Ｉｏｃｋｓ㈣ｎｐａｓ～ｒｄ＿ｔｙｐｅ１３１０７２６位完整字符集９４‘６，８８３１２／３６０Ｑ／２４４—１６位完整字符集９４＂１６／８８３１２／３６００／２４／３６５１４．７３４分钟图５９０．４１３天１３３４１９５０６６２２７０３４１８８３．９６１年ｓｅｔｔｉｎｇｓ．ｄｂ中存储的Ｓａｌｔ这样的结果就是天文数字了＇对于这种类型的密码破解，可以采用以下几种方式进行优化：１）使用高性能破解硬件，如选用高性能显卡，使用ＣＵＤＡ技术或Ｓｔｒｅａｍ技术采取ＧＰＵ或ＣＰＵ＋ＧＰＵ方式进行密同时，解密还需获得前文描述加密部分所提到的ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ文件中所包含的散列值，该文件存储于以下位置：～＼ｄａｔａ＼ｓｙｓｔｅｍ＼ｐａｓｓｗｏｒｄ．ｋｅｙ万方数据磊虱码破解，从而大幅度提高密码破解速度，如换用一块ｎＶｉｄｉａＧＴＸ６８０显卡，可将密码破解速度提高至每秒５０万个以上。２）降低密码复杂程度，对于大多数使用者来说，字符型密码一般不会选择符号等特殊字符，采用密码分析策略，可在Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密中，主密钥采用ＡＥＳ１２８位加密，主密钥在加入Ｓａｌｔ值之后被存储于分区尾部或独立的文件中。在进行存储解密时，首先需要将Ａｎｄｒｏｉｄ设备进行完整的物理转储（可采用ＪＴＡＧ等方式），之后从分区尾部查找Ｓａｌｔ以首先尝试全数字破解，如无结果，再尝试数字＋小写英文字母等方式，减少需进行破解的密码容量，结合上面采用多块ＧＰＵ加速方式进行破解，可以在１．２天之内完成１０—１１位值以及加密后的主密钥，使用带Ｓａｌｔ的ＰＢＫＤＦ暴力破解的方式对密码进行测试，使用得出的密钥与ＳＨＡ－２５６计算后的ＶＩ对主密钥进行解密，之后便可使用真正主密钥对完整镜像进行解密。数字＋大写／ｄ，写字符密码的破解。掌握了破解方法后，也可以采用编写ｐｙｔｈｏｎ脚本的方式实现自动化字符密码破解，但这种方式主要使用ＣＰＵ进行密码破解，速度较慢，不适用于复杂密码的暴力破解。上文中由于存储加密与设备锁定密码设置相同，在进行存储加密破解时。可以首先对全字符锁定密码进行暴力破解之后再进行存储加密破解。用于演示的数据采用ＣＰＵ暴力破解用时３秒左右得出结果。№”删ｗ—｝ｘ竹岁。：掣ｋｅｙｔｅｎ－．３２’Ｋ．ｖ（１看哺）ｔＶ０、ＺＢｐｉｔ）／Ｈ“～‘８“ａｏ…——鲥Ⅲ２Ｂｂ‘ｌＩ、、７图７使用ｐｙｔｈｏｎ脚本对Ａｎｄｒｏｉｄ字符型密码进行暴力破解４Ａｎｄｒｏｉｄ面部识别的破解在Ａｎｄｒｏｉｄ４．０及以上版本中除了．上面提到的图案解锁和字‰。州Ⅲ，———Ｉ…Ｅｓｓｌｖ＝一，ｓｎ嘧脚——｝卧恻一“…圈８Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密的原理符解锁外，还增加了面部识别解锁，用户可以使用自己的面部特征作为验证身份唯一性的标志来锁定设备，这种方法通过采集人类面部图像，并通过特定的算法（如双眼或五官特征及间距）判断同一性，这种锁定，解锁方式省去了繁琐的密码输６结束语在当今的手机和移动设备取证工作中，Ａｎｄｒｏｉｄ设备占据了较大的比重，对于Ａｎｄｒｏｉｄ设备中安全机制的研究目前是手机取证领域重点关注的方向之・，从事电子数据取证、信息安全相关行业的技术人员对于Ａｎｄｒｏｉｄ加密原理及解密方法方面具备较为普遍的需求。本文主要分析了当前主流Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统安全机制中的入过程，受到了用户的积极回应。但是，由于面部识别并不能做到完全可靠、准确的识别，并且，缺乏真人判断机制，因此，恶意用户可以采用授权用户照片等方式来绕过这个验证。正是由于上述原因，目前，ＡｎｄｒｏｉｄＡｎｄｒｏｉｄ４．１Ｊｅｌｌｙ４．０ＩｃｅＣｒｅａｍＳａｎｄｗｉｃｈ、Ｂｅａｎ以及Ａｎｄｒｏｉｄ４．２ＪｅｌｌｙＢｅａｎ在用户选加密机制，详细介绍了各类加密方式的原理和算法，并根据其计算难度给出了解密思路及方法，为广大专业技术人员提供了较为有力的理论依据和实践指导。同时，由于篇幅等条件所限，本文没有针对接下来逐渐占据主流地位的Ａｎｄｒｏｉｄ３．ｘ／４．择面部识别解锁的同时，还需要用户选择ＰＩＮ数字密码或者图案锁定进行辅助，所以，对于所有采用面部识别锁定的Ａｎｄｒｏｉｄ设备，可以选择采用针对图案锁定和字符锁定的破解方式进行破解。由于本文探讨范围的限制，关于Ａｎｄｒｏｉｄ设备面部识别算法的原理不再赘述。５Ｘ使用的存储加密进行深入的解密分析，在今后的研究中，作者将另外专门针对此类加密进行介绍。◆（责编杨晨）Ａｎｄｒｏｉｄ存储加密除了屏幕锁定外，新版本的Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统还支持对参考文献：［１】ＡｎｄｒｅｗＨｏｏｇ．ＡｎｄｒｏｉｄＦｏｒｅｎｓｉｃｓ［ＭＩ．Ｗａｌｔｈａｍ：Ｓｙｎｇｒｅｓｓ，２０１１．ＳｅｃｕｒｉｔｙｆｏｒｔｈｅＡｎｄｒｏｉｄ【２】２ＪｅｆｆＳｉｘ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＯ’Ｐ．ｅＵｙ，２０１１．Ｐｌａｔｆｏｒｍ【Ｍ】．Ｓｅｂａｓｔｏｐｏｌ：ＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｎＡｎｄｒｏｉｄ设备内置存储空间进行加密，这种加密方式基于ｄｍ—ｃｒｙｐｔ，运行于ｂｌｏｃｋｄｅｖｉｃｅ层，这样的加密默认只能对ｅｘｔ４分区进行，所以在Ａｎｄｒｏｉｄ３．０及以上的版本中才提供这种功能，存储加密要求首先设置至少六位ｇ／ｇ含至少一位数字的字符型密码。【３ＧｕｉｌｌａｕｍｅＤａｖｅ，ｘｈｌｇＭｏｂｉｌｅ【４】ＮｏｔｅｓｈｔｍｌＣｈａｏ，ＫｉｓｈｏｒｅＳｒｉａｄｉｂｈａｔｈ．ＦａｃｅＰｈｏｎｅＳ冈．ＳｔａｎｆｏｒｄｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．ｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｉｎＡｎｄｒｏｉｄ３．０，【ｚ】．ｈｔｔｐ：／／ｓｏｕｒｃｅ．ａｎｄｒｏｉｄ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈ／ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ／ａｎｄｒｏｉｄ＿ｃｒｙｐｔｏ＿ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．万方数据