背景
信息化时代的快速发展。同一时候也孕育了很多其它的网络攻击。网银被盗、隐私信息泄露等
无疑成为了广大网民最为关注的问题。
几年前，“艳照门”事件的曝光。更是引发了互联网的一阵恐慌。
现在。移动互联网的迅速普及，手机相机的像素也越来越高，我们能够非常方便的使用手机拍摄自己感兴趣的东西并上传到朋友圈、微博等。
可是，这同一时候也引入了另外一个问题。拍了这么多东西，总有自己的一些隐私数据是不想对外公开的。于是，各大互联网安全厂商纷纷推出了能在移动设备上加密照片、音乐、视频等文件的应用程序。
可是。这些应用真的能有效的保护好用户的隐私数据吗？他们的实现原理又是什么呢？带着这些疑问，今天我们就来分析下“金山隐私保险箱”的实现原理。
測试环境
红米TD版
百度云ROM 正式版V6
金山隐私保险箱1.3Beta2
程序分析
金山隐私保险箱安装完之后。加密一张自己拍的照片。此时，程序会将加密好的文件保存到sd卡的.ksbox文件夹下，如图1所看到的。
图1
将.ksbox文件夹导出到本地。使用sqliteexpert工具打开db.sqlite文件，表结构入图2所看到的。
图2
依据表结构我们大致能够知道。原始文件名称、文件大小、被加密后的文件名称等信息。知道了这些基本信息。我们接下来使用APK IDE解包程序。发现金山隐私保险箱自己实现了一个ImageInputStream的类。该派生自InputStream，详细的实现文件为com/ijinshan/mPrivacy/c/j.smali。如图3所看到的。
图3
使用APK IDE搜索Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j，结果如图4所看到的。
图4
定位到第一个new-instance的地方，代码例如以下所看到的。仅仅截取我们所关注的部分。
# 解码一个inputstream到Bitmap
.method private statica(Ljava/lang/String;I)Landroid/graphics/Bitmap;
.locals 11
.prologue
const/4 v3, 0x1
const/4 v9, -0x1
const/high16 v6,0x3f800000
const/4 v8, 0x0
.line 197
.line 200
:try_start_0
# 新建一个自己定义的InputStream对象
new-instance v0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;
# 使用文件初始化InputStream
invoke-direct {v0, p0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;-><init>(Ljava/lang/String;)V
.line 201
invoke-virtual {v0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->available()I
move-result v1
if-ne v1, v9, :cond_0
move-object v0, v8
.line 264
:goto_0
return-object v0
.line 205
:cond_0
# 新建一个BitmapFactory对象
new-instance v1,Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;
invoke-direct {v1},Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;-><init>()V
.line 208
const/4 v2, 0x1
iput-boolean v2, v1,Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;->inJustDecodeBounds:Z
.line 209
const/4 v2, 0x0
# 调用BitmapFactory的decodeStream方法，解码input stream到Bitmap
invoke-static {v0, v2, v1}, Landroid/graphics/BitmapFactory;->decodeStream(Ljava/io/InputStream;Landroid/graphics/Rect;Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;)Landroid/graphics/Bitmap;
调用decodeStream函数之后，就会进入我们派生的ImageInputStream类中。该类重写了read方法，主要用来自己定义解码算法。
我们来看下主要代码：
.method public final read([BII)I
.locals 7
.prologue
const/4 v6, 0x0
const/16 v5, 0x400
.line 61
iget-object v0, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->a:Ljava/io/FileInputStream;
# p2（byteOffset），p3（byteCount）=0x10000
invoke-virtual {v0, p1,p2, p3}, Ljava/io/FileInputStream;->read([BII)I
move-result v0
.line 63
const/4 v1, -0x1
# 推断返回值是否为-1，-1即读到文件末尾
if-ne v0, v1, :cond_0
.line 103
:goto_0
return v0
.line 70
:cond_0
# f保存了已读的字节数
iget-wide v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->f:J
const-wide/16 v3, 0x400
cmp-long v1, v1, v3
# 推断已读的字节数是否大于或等于0x400字节
if-gtz v1, :cond_5
# 第一次读的话，运行例如以下代码
.line 73
# e是个bool值，推断是否已经解密了前面的0x400字节
iget-boolean v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->e:Z
if-nez v1, :cond_1
# 第一次读取。未解密，运行例如以下代码
.line 75
iget-object v1, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->c:Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;
# b是个String类型的变量，当中保存了加密后文件的路径，比如/storage/sdcard0/.ksbox/6b2c357d
iget-object v1, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->b:Ljava/lang/String;
# 调用g;->b方法，解密前面0x400字节
invoke-static {v1},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->b(Ljava/lang/String;)[B
move-result-object v1
# 将解密出来的字节数组保存到d变量中
iput-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
.line 76
iget-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
# 推断字节数组是否为空
if-eqz v1, :cond_1
.line 77
const/4 v1, 0x1
# 返回不为空。那么设置变量e为true。即解密成功
iput-boolean v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->e:Z
.line 80
:cond_1
# v0寄存器保存了实际读取到的字节数，p3是想要读取的字节数。即0x10000
if-ge v0, p3, :cond_3
move v1, v0
.line 82
:goto_1
# v2 = byteOffset + 实际读到的字节数
add-int v2, p2, v1
# 假设v2大于0x400，就跳到cond_4
if-gt v2, v5, :cond_4
.line 84
iget-object v2, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
if-eqz v2, :cond_2
.line 85
# 将前面解密的数据赋给v2寄存器
iget-object v2, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
# v2复制到p1。p2为srcOffset，v6是desOffset。v1为拷贝大小
invoke-static {v2, p2, p1,v6, v1}, Ljava/lang/System;->arraycopy(Ljava/lang/Object;ILjava/lang/Object;II)V
.line 100
:cond_2
:goto_2
# 已经读取的字节数
iget-wide v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->f:J
# v0为实际读到的字节数，转成long，保存到v3
int-to-long v3, v0
add-long/2addr v1, v3
# 本次实际读到的字节数 + 曾经已经读取的字节数，保存到f变量
iput-wide v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->f:J
goto :goto_0
:cond_3
move v1, p3
.line 80
goto :goto_1
.line 89
:cond_4
if-ge p2, v5, :cond_2
.line 91
iget-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
if-eqz v1, :cond_2
.line 92
iget-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
sub-int v2, v5, p2
# 后面的数据不用解密。直接拷贝就可以
invoke-static {v1, p2, p1,v6, v2}, Ljava/lang/System;->arraycopy(Ljava/lang/Object;ILjava/lang/Object;II)V
goto :goto_2
.line 98
# 假设已读的字节数大于0x400，就跳到这里运行
:cond_5
const/4 v1, 0x0
# 清空d变量
iput-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
goto :goto_2
.end method
上面这段smali代码中比較关键的一个调用是invoke-static {v1},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->b(Ljava/lang/String;)[B。我们跟进去看一下。
# 解密文件
# p0: 加密后文件的路径，比如/storage/sdcard0/.ksbox/6b2c357d
.method public static b(Ljava/lang/String;)[B
.locals 2
.prologue
const/4 v1, 0x0
.line 456
:try_start_0
# 推断是否是我们的加密文件，推断文件开头特征等等
invoke-static {p0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->h(Ljava/lang/String;)[B
move-result-object v0
.line 457
if-nez v0, :cond_0
move-object v0, v1
.line 472
:goto_0
return-object v0
.line 461
:cond_0
# 调用b(Ljava/lang/String;I)[B。读取_e文件的内容
invoke-static {p0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->i(Ljava/lang/String;)[B
# v0即为_e文件的内容
move-result-object v0
.line 462
if-eqz v0, :cond_1
.line 464
# 调用解密函数，解密v0
invoke-static {v0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->a([B)[B
:try_end_0
.catchLjava/io/IOException; {:try_start_0 .. :try_end_0} :catch_0
move-result-object v0
goto :goto_0
.line 467
:catch_0
move-exception v0
invoke-virtual {v0},Ljava/io/IOException;->printStackTrace()V
:cond_1
move-object v0, v1
.line 472
goto :goto_0
.end method
这里最为关键的是invoke-static{v0}, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->a([B)[B这个调用。a([B)[B这个函数是专门用来解密byte数组的，代码例如以下所看到的。
# 解密算法
# buffer[i] = buffer[i] ^ 0x6b;
.method public static a([B)[B
.locals 3
.prologue
.line 264
array-length v0, p0
# 推断传入參数的buffer是不是大于0
.line 266
const/4 v1, 0x0
# 推断v1是否大于buffer的大小
:goto_0
if-ge v1, v0, :cond_0
# 取一个字节保存到v2
.line 267
aget-byte v2, p0, v1
# 与0x6b异或
xor-int/lit8 v2, v2, 0x6b
int-to-byte v2, v2
# 把异或得到的值写回原来的buffer中
aput-byte v2, p0, v1
# v1 + 1
.line 266
add-int/lit8 v1, v1, 0x1
# 继续循环
goto :goto_0
.line 270
:cond_0
return-object p0
.end method
程序分析到这里。我们大致知道了金山隐私保险箱的解密步骤：
1. 从InputStream类中派生自己的类，调用BitmapFactory的decodeStream函数解码文件输入流；
2. 重写InputStream类的read函数，用来实现自己的解密算法；
3. 解密的时候推断假设是前面最開始的0x400字节，那么读取filename_e文件，每一个字节异或0x6B，假设是大于0x400字节，那么直接读取filename文件。
4. 依照上面的步骤解密，最后输出的文件即为原始文件。
编写解密程序
既然知道了金山隐私保险箱的解密算法，那么自己实现一个解密程序也就非常easy了，大致代码例如以下所看到的。
#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>
// szName - 加密文件的文件名称
// szOriginName - 原始文件名称
BOOL DecodeStream(WCHAR *szName, WCHAR *szOriginName)
{
BOOL bRet = FALSE;
if (!szName ||!szOriginName)
{
return bRet;
}
HANDLE hFile =CreateFile(szName,
FILE_ALL_ACCESS,
FILE_SHARE_READ| FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hFile ==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return bRet;
}
DWORD dwHigh = 0;
DWORD dwSize =GetFileSize(hFile, &dwHigh);
if (dwSize < 0x400)
{
CloseHandle(hFile);
return bRet;
}
PBYTE pBuffer =(PBYTE)malloc(dwSize);
if (pBuffer == NULL)
{
CloseHandle(hFile);
return bRet;
}
memset(pBuffer, 0,dwSize);
HANDLE hSaveFile =CreateFile(szOriginName,
FILE_ALL_ACCESS,
FILE_SHARE_READ| FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
CREATE_ALWAYS,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hSaveFile ==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
CloseHandle(hFile);
free(pBuffer);
return bRet;
}
WCHAR szPath[MAX_PATH]= {0};
wsprintf(szPath,L"%s%s", szName, L"_e");
HANDLE hFile_e =CreateFile(szPath,
FILE_ALL_ACCESS,
FILE_SHARE_READ| FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hFile_e ==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
free(pBuffer);
return bRet;
}
DWORD dwRet = 0;
bRet =ReadFile(hFile_e, pBuffer, 0x400, &dwRet, NULL);
if (!bRet)
{
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
CloseHandle(hFile_e);
free(pBuffer);
return bRet;
}
SetFilePointer(hFile,0x400, NULL, FILE_BEGIN);
bRet = ReadFile(hFile,pBuffer+0x400, dwSize-0x400, &dwRet, NULL);
if (!bRet)
{
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
CloseHandle(hFile_e);
free(pBuffer);
return bRet;
}
for (int i = 0; i <0x400; i++)
{
pBuffer[i] =pBuffer[i] ^ 0x6b;
}
WriteFile(hSaveFile,pBuffer, dwSize, &dwRet, NULL);
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
CloseHandle(hFile_e);
free(pBuffer);
return bRet;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
DecodeStream(L"C:\Users\Administrator\Desktop\98fca88",
L"C:\Users\Administrator\Desktop\1.jpg");
return 0;
}
运行完如上代码之后。图片被解密出来，而且能正常打开。自此，金山隐私保险箱就被我们轻易的攻破了。
如图5所看到的：
图5
后记
分析完金山隐私保险箱之后。我后来又去看了下360隐私保险箱和腾讯手机管家的隐私保险箱，大致的加解密流程都差点儿相同，都仅仅加解密文件开头的0x400字节。仅仅是各自的加密算法不同罢了，可是回过头来想想，既然它们都能把文件还原回去，也就是说这个过程一定是可逆的。
经过上面的分析，眼下移动端的隐私保护软件基本上也就仅仅是个心里安慰罢了。在日常生活中，我们还是要自珍自爱，尽量不要把私密的文件保存在移动设备上，也不要去下载来历不明的软件、外挂等。