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[10310] 2016-07-17_SQLCipher之攻与防

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-07-17_SQLCipher之攻与防 S Q L C i p h e r 之 攻 与 防 t i t a n 3 9   F r e e B u f   2 0 1 6 - 0 7 - 1 7 0 × 0 0   S Q L C i p h e r 在 移 动 端 ， 不 管 是 在 移 动 端 ， 不 管 是 i O S 还 是 还 是 A n d r o i d ， 开 发 人 员 用 的 最 多 的 本 地 数 据 库 非 ， 开 发 人 员 用 的 最 多 的 本 地 数 据 库 非 S Q l i t e 莫 属 了 。 莫 属 了 。 S Q L i t e 是 一 个 轻 量 的 、 跨 平 台 的 、 开 是 一 个 轻 量 的 、 跨 平 台 的 、 开 源 的 数 据 库 引 擎 ， 它 的 在 读 写 效 率 、 消 耗 总 量 、 延 迟 时 间 和 整 体 简 单 性 上 具 有 的 优 越 性 ， 使 其 成 为 移 动 平 台 数 据 库 的 最 佳 源 的 数 据 库 引 擎 ， 它 的 在 读 写 效 率 、 消 耗 总 量 、 延 迟 时 间 和 整 体 简 单 性 上 具 有 的 优 越 性 ， 使 其 成 为 移 动 平 台 数 据 库 的 最 佳 解 决 方 案 。 解 决 方 案 。 但 是 ， 用 S Q L i t e 保 存 一 些 不 是 很 敏 感 的 信 息 还 可 以 接 受 ， 存 储 敏 感 信 息 就 值 得 商 榷 了 ， 免 费 版 的 S Q L i t e 中 的 信 息 是 明 文 存 放 的 ， 你 甚 至 直 接 用 文 本 编 辑 器 打 开 都 可 以 看 到 敏 感 内 容 ， 比 如 下 面 这 个 : 其 实 S Q L i t e 是 提 供 了 加 密 功 能 的 ， 即 S Q L i t e   E n c r y p t i o n   E x t e n s i o n   ( S E E ) ， 但 是 ， 要 收 费 ！ 还 不 便 宜 ， 2 0 0 0 刀 。 码 农 们 穷 啊 ， 于 是 大 家 寻 找 免 费 的 解 决 方 案 ， 最 终 S Q L C i p h e r 成 了 比 较 理 想 的 选 择 ， 因 为 它 免 费 、 开 源 ， 而 其 它 家 的 S Q L i t e E n c r y p t 、 S Q L i t e C r y p t 等 还 是 要 收 费 。 S Q L C i p h e r 也 有 收 费 版 本 ， 但 收 费 版 本 只 是 在 集 成 、 依 赖 等 易 用 性 方 面 有 优 势 ， 功 能 和 免 费 差 不 多 ， 因 此 免 费 版 的 S Q L C i p h e r 成 了 C o d e r 们 的 选 择 对 象 。 S Q L C i p h e r 采 用 的 是 数 据 库 文 件 整 体 加 密 的 策 略 ， 使 用 2 5 6 - b i t   A E S 加 密 ， 从 算 法 角 度 来 看 是 相 当 强 悍 了 。 于 是 ， 加 密 后 的 文 件 看 起 来 及 时 这 样 了 ：
完 全 是 天 书 嘛 ， o k ， 可 以 洗 洗 睡 了 。 但 真 的 就 安 全 了 吗 ？ 呵 呵 。 0 × 0 1   谋 攻 篇 谋 攻 篇 密 码 学 中 有 一 句 比 较 经 典 的 话 ： 一 切 秘 密 寓 于 密 钥 之 中 。 只 要 我 们 拿 到 了 密 钥 ， 剩 下 的 问 题 都 不 是 问 题 了 。 下 面 我 们 就 来 分 析 一 下 S Q L C i p h e r 的 密 钥 和 加 密 过 程 。   根 据 官 方 的 描 述 ， S Q L C i p h e r 是 整 体 加 密 方 案 ： T r a n s p a r e n t   –   A n   a p p l i c a t i o n   d o e s n ’ t   r e q u i r e   a n y   s p e c i a l   k n o w l e d g e   o f   t h e   u n d e r l y i n g   d a t a b a s e   s e c u r i t y .   A p p l i c a t i o n s   u s e   t h e   s t a n d a r d   S Q L i t e   A P I   t o   m a n i p u l a t e   t a b l e s   u s i n g   S Q L .   B e h i n d   t h e   s c e n e s   t h e   l i b r a r y   s i l e n t l y   m a n a g e s   t h e   s e c u r i t y . O n - t h e - f l y   –   S Q L C i p h e r   e n c r y p t s   a n d   d e c r y p t s   i n   c h u n k s   c a l l e d   p a g e s ,   a s   n e e d e d ,   s o   i t   d o e s n ’ t   o p e r a t e   o n   t h e   d a t a b a s e   a l l   a t   o n e   t i m e .   T h i s   m e a n s   S Q L C i p h e r   s t a r t s   u p   a n d   c l o s e s   d o w n   q u i c k l y   p e r f o r m s   v e r y   w e l l   e v e n   w i t h   v e r y   l a r g e   d a t a b a s e s   w o r k s   w i t h   S Q L i t e   i n d e x i n g   ( i . e .   r e t r i e v i n g   a   s i n g l e   r e c o r d   u s i n g   a n   i n d e x e d   s e a r c h   c a n   i n c u r   a s   l i t t l e   a s   5 %   o v e r h e a d   a b o v e   a   s t a n d a r d   S Q L i t e   d a t a b a s e ) 它 并 不 是 对 表 或 者 列 进 行 加 密 ， 也 就 是 说 他 的 数 据 库 密 钥 只 有 一 个 ， 拿 下 这 一 个 密 钥 就 成 。 S Q L C i p h e r 在 i O S 上 是 这 样 用 的 ： 1 ） 在 项 目 中 加 入 s q l i t e 3 . h 和 s q l i t e 3 . m ； 2 ） 使 用 下 面 代 码 连 接 数 据 库 ： 其 中 的 k e y 就 是 我 们 需 要 的 密 钥 ！ 然 后 通 过 s q l i t e 3 _ k e y 函 数 将 该 k e y 与 数 据 库 关 联 起 来 ， 接 下 来 就 可 以 执 行 s q l 语 句 操 作 了 。 程 序 员 肯 定 觉 得 好 用 啊 ， 就 增 加 了 两 行 语 句 就 完 成 了 加 密 功 能 ， 直 接 拷 贝 官 方 的 代 码 到 自 己 的 工 程 中 ， 把 “ S t r o n g P a s s w o r d ” 换 成 自 己 的 密 钥 就 成 。 真 实 容 易 啊 ， 那 么 我 攻 击 也 很 e a s y 啦 。 一 般 来 说 ， 对 付 这 种 程 度 的 加 密 ， 只 需 要 使 用 静 态 分 析 即 可 。 对 于 i O S 程 序 ， 将 程 序 拖 到 i d a 中 ， 找 到 s q l i t e 3 _ k e y 函 数 相 关 引 用 地 址 ， 顺 藤 摸 瓜 ， 基 本 就 搞 定 了 。 下 面 就 是 某 应 用 中 定 位 该 函 数 在 s e t K e y 方 法 中 ， 该 方 法 是 在 它 的 数 据 o p e n 方 法 中 调 用 的 ， 可 以 看 到 已 经
明 文 硬 编 码 了 数 据 库 的 密 码 （ 图 中 抹 红 部 分 ） 。 拿 到 密 码 后 有 个 偷 懒 的 方 法 可 以 直 接 打 开 加 密 数 据 库 ： 使 用 S Q L i t e M a n a g e r ， 它 支 持 S Q L C i p h e r 加 密 的 数 据 库 ， 会 提 示 输 入 数 据 库 密 码 ， 不 需 要 自 己 写 程 序 了 ， 而 且 浏 览 数 据 也 很 方 便 。 对 于 A n d r o i d 版 的 程 序 ， 如 果 没 加 壳 的 话 ， 也 是 很 好 分 析 的 。 A n d r o i d 调 用 S Q L C i p h e r 使 用 下 面 的 方 式 ： o p e n O r C r e a t e D a t a b a s e 方 法 的 第 二 个 参 数 就 是 密 钥 了 。 在 j e b 反 编 译 出 来 的 代 码 中 寻 找 相 关 的 方 法 就 可 以 摸 到 相 应 的 数 据 库 密 钥 。 到 这 儿 程 序 员 可 能 要 想 了 ， 我 不 硬 编 码 看 你 咋 整 ， 我 在 代 码 中 经 过 加 减 乘 除 、 异 或 后 在 算 出 k e y ， 或 者 更 狠 一 点 用 用 户 口 令 等 进 行
动 态 解 密 变 换 ， 密 钥 就 不 会 在 程 序 中 出 现 了 。 但 攻 击 者 还 有 n 多 招 数 还 没 上 场 了 ， 比 如 动 态 调 试 ， 在 输 入 k e y 的 方 法 入 口 打 断 点 ， 对 k e y 的 明 文 进 行 拦 截 。   还 有 就 是 h o o k 技 术 ， 对 于 A n d r o i d 上 的 应 用 ， 我 们 可 以 使 用 C y d i a S u b s t r a t e ， 使 用 M S . h o o k C l a s s L o a d   方 法 将 o p e n O r C r e a t e D a t a b a s e 进 行 h o o k 处 理 : 这 段 代 码 可 以 将 o p e n O r C r e a t e D a t a b a s e 方 法 钩 住 并 将 第 二 个 参 数 k e y 在 日 志 中 打 印 出 来 ， 无 视 你 前 期 经 过 了 多 少 隐 藏 、 变 换 。 至 于 S u b s t r a t e 的 用 法 这 里 就 不 细 讲 了 ， 各 位 看 官 可 以 参 考 网 上 的 资 料 。 当 然 ， 你 也 可 以 尝 试 其 它 h o o k 框 架 ， 如 X p o s e d 。 程 序 员 可 能 不 服 气 ， 我 还 可 以 上 加 壳 ， 在 i O S 端 我 也 可 以 上 混 淆 、 l u a 动 态 网 上 加 载 等 手 段 啊 ？ 不 过 这 貌 似 超 出 了 S Q L C i p h e r 攻 防 的 地 盘 了 ， 是 程 序 本 地 保 护 的 大 范 畴 ， 有 机 会 再 研 究 。 0 × 0 2   防 防 写 到 这 儿 ， 其 实 对 本 地 数 据 库 加 密 是 感 到 沮 丧 的 ， 这 完 全 就 是 把 门 锁 和 钥 匙 放 在 一 起 的 做 法 嘛 ， 不 管 你 在 本 地 上 任 何 软 的 手 段 （ 硬 件 另 说 ， 如 果 你 的 密 钥 、 算 法 都 放 在 硬 件 中 ， 比 如 U S B K e y 中 ， 安 全 性 应 该 是 有 本 质 上 的 提 升 ） ， 不 管 是 简 单 变 换 还 是 混 淆 、 加 壳 、 反 调 试 、 反 h o o k ， 都 难 保 不 被 攻 击 者 破 解 掉 ， 不 过 是 或 多 或 少 延 缓 找 到 钥 匙 的 时 间 罢 了 。 因 此 ， 建 议 除 了 以 下 情 况 ， 不 要 使 用 S Q L C i p h e r 之 类 的 本 地 数 据 库 加 密 ： 非 敏 感 数 据 ， 爱 咋 用 咋 用 用 户 自 己 的 数 据 ， 可 以 采 用 用 户 口 令 、 指 纹 等 方 式 直 接 或 间 接 保 护 ， 因 为 这 种 情 况 下 k e y 其 实 是 随 用 户 走 的 ， 可 以 做 到 k e y 和 算 法 、 数 据 的 分 离
其 它 情 况 推 荐 数 据 放 在 A P P 的 服 务 端 ， 将 客 户 端 做 瘦 ， 将 安 全 的 防 护 重 点 放 在 通 信 和 服 务 端 的 防 护 上 。 *   本 文 原 创 作 者 ： t i t a n 3 9 ， 属 F r e e B u f （ F r e e B u f . C O M ） 原 创 奖 励 计 划 文 章 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 阅 读 原 文
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