Các nhà nghiên cứu bảo mật Jean-Baptiste Bédrune và Jean Sigwald đã trình bày cách thực hiện điều này tại Hack-in-the-box Amsterdam 2011 .
Kể từ đó, Apple đã phát hành Báo cáo chính thức về bảo mật iOS
với nhiều thông tin chi tiết hơn về các khóa và thuật toán, và Charlie Miller et al. đã phát hành Sổ tay tin tặc iOS, cuốn sách này bao gồm một số điều tương tự về cách làm. Khi iOS 10 lần đầu tiên ra mắt, có những thay đổi đối với định dạng sao lưu mà Apple không công bố lúc đầu, nhưng nhiều người đã thiết kế ngược lại các thay đổi định dạng .
Các bản sao lưu được mã hóa rất tuyệt vời
Điều tuyệt vời về các bản sao lưu iPhone được mã hóa là chúng chứa những thứ như mật khẩu WiFi không có trong các bản sao lưu không được mã hóa thông thường. Như đã thảo luận trong Báo cáo chính thức về bảo mật iOS , các bản sao lưu được mã hóa được coi là “an toàn” hơn, vì vậy Apple cho rằng việc đưa thêm thông tin nhạy cảm vào đó là điều có thể chấp nhận được.
Một cảnh báo quan trọng: rõ ràng, việc giải mã bản sao lưu thiết bị iOS của bạn sẽ xóa mã hóa của nó. Để bảo vệ quyền riêng tư và bảo mật của mình, bạn chỉ nên chạy các tập lệnh này trên máy có mã hóa toàn đĩa. Mặc dù chuyên gia bảo mật có thể viết phần mềm bảo vệ các khóa trong bộ nhớ, chẳng hạn bằng cách sử dụng các chức năng như VirtualLock()và
SecureZeroMemory()trong số nhiều thứ khác, các tập lệnh Python này sẽ lưu trữ các khóa mã hóa và mật khẩu của bạn trong chuỗi để Python thu thập rác. Điều này có nghĩa là khóa bí mật và mật khẩu của bạn sẽ tồn tại trong RAM một thời gian, từ đó chúng sẽ bị rò rỉ vào tệp hoán đổi và vào đĩa của bạn, nơi kẻ thù có thể khôi phục chúng. Điều này hoàn toàn đánh bại quan điểm có một bản sao lưu được mã hóa.
Cách giải mã các bản sao lưu: về lý thuyết
Các iOS bạch về bảo mật giải thích các khái niệm cơ bản của các phím cho mỗi tập tin, các lớp bảo vệ, khóa lớp bảo vệ, và keybags tốt hơn tôi có thể. Nếu bạn chưa quen với những điều này, hãy dành vài phút để đọc các phần liên quan.
Bây giờ bạn biết rằng mọi tệp trong iOS đều được mã hóa bằng khóa mã hóa ngẫu nhiên cho mỗi tệp riêng của nó, thuộc một lớp bảo vệ và các khóa mã hóa cho mỗi tệp được lưu trữ trong siêu dữ liệu hệ thống tệp, được bao bọc trong khóa lớp bảo vệ.
Để giải mã:
Giải mã túi chìa khóa được lưu trữ trong BackupKeyBagmục nhập của
Manifest.plist. Tổng quan cấp cao về cấu trúc này được đưa ra trong sách trắng . Các iPhone Wiki
mô tả định dạng nhị phân: a 4-byte kiểu chuỗi lĩnh vực, một 4-byte lĩnh vực chiều dài lớn về cuối nhỏ, và sau đó là giá trị riêng của mình.
Các giá trị quan trọng là các ITERations PBKDF2 SALT, muối bảo vệ kép DPSLvà số lần lặp DPIC, sau đó đối với mỗi bảo vệ CLSlà WPKYkhóa được bọc.
Sử dụng mật khẩu dự phòng sẽ lấy ra khóa 32 byte sử dụng muối PBKDF2 chính xác và số lần lặp. Đầu tiên sử dụng vòng SHA256 với DPSLvà
DPIC, sau đó sử dụng vòng SHA1 với ITERvà SALT.
Mở từng khóa được bọc theo
RFC 3394 .
Giải mã cơ sở dữ liệu tệp kê khai bằng cách kéo lớp bảo vệ 4 byte và khóa dài hơn từ bên ManifestKeytrong Manifest.plistvà mở gói. Bây giờ bạn có cơ sở dữ liệu SQLite với tất cả siêu dữ liệu tệp.
Đối với mỗi tệp quan tâm, hãy lấy khóa mã hóa từng tệp được mã hóa theo lớp và mã lớp bảo vệ bằng cách tìm trong Files.filecột cơ sở dữ liệu để tìm một plist nhị phân chứa EncryptionKeyvà
ProtectionClasscác mục nhập. Bỏ thẻ có độ dài bốn byte ban đầu
EncryptionKeytrước khi sử dụng.
Sau đó, lấy khóa giải mã cuối cùng bằng cách mở nó bằng khóa lớp đã được mở bằng mật khẩu dự phòng. Sau đó giải mã tệp bằng AES ở chế độ CBC với số không IV.
Cách giải mã các bản sao lưu: trong thực tế
Trước tiên, bạn sẽ cần một số phụ thuộc thư viện. Nếu bạn đang sử dụng máy Mac sử dụng Python 2.7 hoặc 3.7 được cài đặt sẵn homebrew, bạn có thể cài đặt các phụ thuộc với:
CFLAGS="-I$(brew --prefix)/opt/openssl/include" \
LDFLAGS="-L$(brew --prefix)/opt/openssl/lib" \
pip install biplist fastpbkdf2 pycrypto
Ở dạng mã nguồn chạy được, đây là cách giải mã một tệp tùy chọn duy nhất từ bản sao lưu iPhone được mã hóa:
from __future__ import print_function
from __future__ import division
import argparse
import getpass
import os.path
import pprint
import random
import shutil
import sqlite3
import string
import struct
import tempfile
from binascii import hexlify
import Crypto.Cipher.AES
import biplist
import fastpbkdf2
from biplist import InvalidPlistException
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('
default='testdata/encrypted')
parser.add_argument('
help="""\
Keeps password from being visible in system process list.
Typical use: --password-pipe=<(echo -n foo)
""")
parser.add_argument('--no-anonymize-output', dest='anonymize',
action='store_false')
args = parser.parse_args()
global ANONYMIZE_OUTPUT
ANONYMIZE_OUTPUT = args.anonymize
if ANONYMIZE_OUTPUT:
print('Warning: All output keys are FAKE to protect your privacy')
manifest_file = os.path.join(args.backup_directory, 'Manifest.plist')
with open(manifest_file, 'rb') as infile:
manifest_plist = biplist.readPlist(infile)
keybag = Keybag(manifest_plist['BackupKeyBag'])
keybag.printClassKeys()
if args.password_pipe:
password = readpipe(args.password_pipe)
if password.endswith(b'\n'):
password = password[:-1]
else:
password = getpass.getpass('Backup password: ').encode('utf-8')
if not keybag.unlockWithPasscode(password):
raise Exception('Could not unlock keybag; bad password?')
keybag.printClassKeys()
manifest_key = manifest_plist['ManifestKey'][4:]
with open(os.path.join(args.backup_directory, 'Manifest.db'), 'rb') as db:
encrypted_db = db.read()
manifest_class = struct.unpack('<l', manifest_plist['ManifestKey'][:4])[0]
key = keybag.unwrapKeyForClass(manifest_class, manifest_key)
decrypted_data = AESdecryptCBC(encrypted_db, key)
temp_dir = tempfile.mkdtemp()
try:
db_filename = os.path.join(temp_dir, 'db.sqlite3')
with open(db_filename, 'wb') as db_file:
db_file.write(decrypted_data)
conn = sqlite3.connect(db_filename)
conn.row_factory = sqlite3.Row
c = conn.cursor()
c.execute("""
SELECT fileID, domain, relativePath, file
FROM Files
WHERE relativePath LIKE 'Media/PhotoData/MISC/DCIM_APPLE.plist'
ORDER BY domain, relativePath""")
results = c.fetchall()
finally:
shutil.rmtree(temp_dir)
for item in results:
fileID, domain, relativePath, file_bplist = item
plist = biplist.readPlistFromString(file_bplist)
file_data = plist['$objects'][plist['$top']['root'].integer]
size = file_data['Size']
protection_class = file_data['ProtectionClass']
encryption_key = plist['$objects'][
file_data['EncryptionKey'].integer]['NS.data'][4:]
backup_filename = os.path.join(args.backup_directory,
fileID[:2], fileID)
with open(backup_filename, 'rb') as infile:
data = infile.read()
key = keybag.unwrapKeyForClass(protection_class, encryption_key)
decrypted_data = AESdecryptCBC(data, key)[:size]
print('== decrypted data:')
print(wrap(decrypted_data))
print()
print('== pretty-printed plist')
pprint.pprint(biplist.readPlistFromString(decrypted_data))
CLASSKEY_TAGS = [b"CLAS",b"WRAP",b"WPKY", b"KTYP", b"PBKY"]
KEYBAG_TYPES = ["System", "Backup", "Escrow", "OTA (icloud)"]
KEY_TYPES = ["AES", "Curve25519"]
PROTECTION_CLASSES={
1:"NSFileProtectionComplete",
2:"NSFileProtectionCompleteUnlessOpen",
3:"NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication",
4:"NSFileProtectionNone",
5:"NSFileProtectionRecovery?",
6: "kSecAttrAccessibleWhenUnlocked",
7: "kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock",
8: "kSecAttrAccessibleAlways",
9: "kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly",
10: "kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly",
11: "kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly"
}
WRAP_DEVICE = 1
WRAP_PASSCODE = 2
class Keybag(object):
def __init__(self, data):
self.type = None
self.uuid = None
self.wrap = None
self.deviceKey = None
self.attrs = {}
self.classKeys = {}
self.KeyBagKeys = None
self.parseBinaryBlob(data)
def parseBinaryBlob(self, data):
currentClassKey = None
for tag, data in loopTLVBlocks(data):
if len(data) == 4:
data = struct.unpack(">L", data)[0]
if tag == b"TYPE":
self.type = data
if self.type > 3:
print("FAIL: keybag type > 3 : %d" % self.type)
elif tag == b"UUID" and self.uuid is None:
self.uuid = data
elif tag == b"WRAP" and self.wrap is None:
self.wrap = data
elif tag == b"UUID":
if currentClassKey:
self.classKeys[currentClassKey[b"CLAS"]] = currentClassKey
currentClassKey = {b"UUID": data}
elif tag in CLASSKEY_TAGS:
currentClassKey[tag] = data
else:
self.attrs[tag] = data
if currentClassKey:
self.classKeys[currentClassKey[b"CLAS"]] = currentClassKey
def unlockWithPasscode(self, passcode):
passcode1 = fastpbkdf2.pbkdf2_hmac('sha256', passcode,
self.attrs[b"DPSL"],
self.attrs[b"DPIC"], 32)
passcode_key = fastpbkdf2.pbkdf2_hmac('sha1', passcode1,
self.attrs[b"SALT"],
self.attrs[b"ITER"], 32)
print('== Passcode key')
print(anonymize(hexlify(passcode_key)))
for classkey in self.classKeys.values():
if b"WPKY" not in classkey:
continue
k = classkey[b"WPKY"]
if classkey[b"WRAP"] & WRAP_PASSCODE:
k = AESUnwrap(passcode_key, classkey[b"WPKY"])
if not k:
return False
classkey[b"KEY"] = k
return True
def unwrapKeyForClass(self, protection_class, persistent_key):
ck = self.classKeys[protection_class][b"KEY"]
if len(persistent_key) != 0x28:
raise Exception("Invalid key length")
return AESUnwrap(ck, persistent_key)
def printClassKeys(self):
print("== Keybag")
print("Keybag type: %s keybag (%d)" % (KEYBAG_TYPES[self.type], self.type))
print("Keybag version: %d" % self.attrs[b"VERS"])
print("Keybag UUID: %s" % anonymize(hexlify(self.uuid)))
print("-"*209)
print("".join(["Class".ljust(53),
"WRAP".ljust(5),
"Type".ljust(11),
"Key".ljust(65),
"WPKY".ljust(65),
"Public key"]))
print("-"*208)
for k, ck in self.classKeys.items():
if k == 6:print("")
print("".join(
[PROTECTION_CLASSES.get(k).ljust(53),
str(ck.get(b"WRAP","")).ljust(5),
KEY_TYPES[ck.get(b"KTYP",0)].ljust(11),
anonymize(hexlify(ck.get(b"KEY", b""))).ljust(65),
anonymize(hexlify(ck.get(b"WPKY", b""))).ljust(65),
]))
print()
def loopTLVBlocks(blob):
i = 0
while i + 8 <= len(blob):
tag = blob[i:i+4]
length = struct.unpack(">L",blob[i+4:i+8])[0]
data = blob[i+8:i+8+length]
yield (tag,data)
i += 8 + length
def unpack64bit(s):
return struct.unpack(">Q",s)[0]
def pack64bit(s):
return struct.pack(">Q",s)
def AESUnwrap(kek, wrapped):
C = []
for i in range(len(wrapped)//8):
C.append(unpack64bit(wrapped[i*8:i*8+8]))
n = len(C) - 1
R = [0] * (n+1)
A = C[0]
for i in range(1,n+1):
R[i] = C[i]
for j in reversed(range(0,6)):
for i in reversed(range(1,n+1)):
todec = pack64bit(A ^ (n*j+i))
todec += pack64bit(R[i])
B = Crypto.Cipher.AES.new(kek).decrypt(todec)
A = unpack64bit(B[:8])
R[i] = unpack64bit(B[8:])
if A != 0xa6a6a6a6a6a6a6a6:
return None
res = b"".join(map(pack64bit, R[1:]))
return res
ZEROIV = "\x00"*16
def AESdecryptCBC(data, key, iv=ZEROIV, padding=False):
if len(data) % 16:
print("AESdecryptCBC: data length not /16, truncating")
data = data[0:(len(data)/16) * 16]
data = Crypto.Cipher.AES.new(key, Crypto.Cipher.AES.MODE_CBC, iv).decrypt(data)
if padding:
return removePadding(16, data)
return data
anon_random = random.Random(0)
memo = {}
def anonymize(s):
if type(s) == str:
s = s.encode('utf-8')
global anon_random, memo
if ANONYMIZE_OUTPUT:
if s in memo:
return memo[s]
possible_alphabets = [
string.digits,
string.digits + 'abcdef',
string.ascii_letters,
"".join(chr(x) for x in range(0, 256)),
]
for a in possible_alphabets:
if all((chr(c) if type(c) == int else c) in a for c in s):
alphabet = a
break
ret = "".join([anon_random.choice(alphabet) for i in range(len(s))])
memo[s] = ret
return ret
else:
return s
def wrap(s, width=78):
"Return a width-wrapped repr(s)-like string without breaking on \’s"
s = repr(s)
quote = s[0]
s = s[1:-1]
ret = []
while len(s):
i = s.rfind('\\', 0, width)
if i <= width - 4:
i = width
ret.append(s[:i])
s = s[i:]
return '\n'.join("%s%s%s" % (quote, line ,quote) for line in ret)
def readpipe(path):
if stat.S_ISFIFO(os.stat(path).st_mode):
with open(path, 'rb') as pipe:
return pipe.read()
else:
raise Exception("Not a pipe: {!r}".format(path))
if __name__ == '__main__':
main()
Sau đó sẽ in đầu ra này:
Warning: All output keys are FAKE to protect your privacy
== Keybag
Keybag type: Backup keybag (1)
Keybag version: 3
Keybag UUID: dc6486c479e84c94efce4bea7169ef7d
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Class WRAP Type Key WPKY Public key
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
NSFileProtectionComplete 2 AES 4c80b6da07d35d393fc7158e18b8d8f9979694329a71ceedee86b4cde9f97afec197ad3b13c5d12b
NSFileProtectionCompleteUnlessOpen 2 AES 09e8a0a9965f00f213ce06143a52801f35bde2af0ad54972769845d480b5043f545fa9b66a0353a6
NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication 2 AES e966b6a0742878ce747cec3fa1bf6a53b0d811ad4f1d6147cd28a5d400a8ffe0bbabea5839025cb5
NSFileProtectionNone 2 AES 902f46847302816561e7df57b64beea6fa11b0068779a65f4c651dbe7a1630f323682ff26ae7e577
NSFileProtectionRecovery? 3 AES a3935fed024cd9bc11d0300d522af8e89accfbe389d7c69dca02841df46c0a24d0067dba2f696072
kSecAttrAccessibleWhenUnlocked 2 AES 09a1856c7e97a51a9c2ecedac8c3c7c7c10e7efa931decb64169ee61cb07a0efb115050fd1e33af1
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock 2 AES 0509d215f2f574efa2f192efc53c460201168b26a175f066b5347fc48bc76c637e27a730b904ca82
kSecAttrAccessibleAlways 2 AES b7ac3c4f1e04896144ce90c4583e26489a86a6cc45a2b692a5767b5a04b0907e081daba009fdbb3c
kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly 3 AES 417526e67b82e7c6c633f9063120a299b84e57a8ffee97b34020a2caf6e751ec5750053833ab4d45
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly 3 AES b0e17b0cf7111c6e716cd0272de5684834798431c1b34bab8d1a1b5aba3d38a3a42c859026f81ccc
kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly 3 AES 9b3bdc59ae1d85703aa7f75d49bdc600bf57ba4a458b20a003a10f6e36525fb6648ba70e6602d8b2
== Passcode key
ee34f5bb635830d698074b1e3e268059c590973b0f1138f1954a2a4e1069e612
== Keybag
Keybag type: Backup keybag (1)
Keybag version: 3
Keybag UUID: dc6486c479e84c94efce4bea7169ef7d
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Class WRAP Type Key WPKY Public key
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
NSFileProtectionComplete 2 AES 64e8fc94a7b670b0a9c4a385ff395fe9ba5ee5b0d9f5a5c9f0202ef7fdcb386f 4c80b6da07d35d393fc7158e18b8d8f9979694329a71ceedee86b4cde9f97afec197ad3b13c5d12b
NSFileProtectionCompleteUnlessOpen 2 AES 22a218c9c446fbf88f3ccdc2ae95f869c308faaa7b3e4fe17b78cbf2eeaf4ec9 09e8a0a9965f00f213ce06143a52801f35bde2af0ad54972769845d480b5043f545fa9b66a0353a6
NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication 2 AES 1004c6ca6e07d2b507809503180edf5efc4a9640227ac0d08baf5918d34b44ef e966b6a0742878ce747cec3fa1bf6a53b0d811ad4f1d6147cd28a5d400a8ffe0bbabea5839025cb5
NSFileProtectionNone 2 AES 2e809a0cd1a73725a788d5d1657d8fd150b0e360460cb5d105eca9c60c365152 902f46847302816561e7df57b64beea6fa11b0068779a65f4c651dbe7a1630f323682ff26ae7e577
NSFileProtectionRecovery? 3 AES 9a078d710dcd4a1d5f70ea4062822ea3e9f7ea034233e7e290e06cf0d80c19ca a3935fed024cd9bc11d0300d522af8e89accfbe389d7c69dca02841df46c0a24d0067dba2f696072
kSecAttrAccessibleWhenUnlocked 2 AES 606e5328816af66736a69dfe5097305cf1e0b06d6eb92569f48e5acac3f294a4 09a1856c7e97a51a9c2ecedac8c3c7c7c10e7efa931decb64169ee61cb07a0efb115050fd1e33af1
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock 2 AES 6a4b5292661bac882338d5ebb51fd6de585befb4ef5f8ffda209be8ba3af1b96 0509d215f2f574efa2f192efc53c460201168b26a175f066b5347fc48bc76c637e27a730b904ca82
kSecAttrAccessibleAlways 2 AES c0ed717947ce8d1de2dde893b6026e9ee1958771d7a7282dd2116f84312c2dd2 b7ac3c4f1e04896144ce90c4583e26489a86a6cc45a2b692a5767b5a04b0907e081daba009fdbb3c
kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly 3 AES 80d8c7be8d5103d437f8519356c3eb7e562c687a5e656cfd747532f71668ff99 417526e67b82e7c6c633f9063120a299b84e57a8ffee97b34020a2caf6e751ec5750053833ab4d45
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly 3 AES a875a15e3ff901351c5306019e3b30ed123e6c66c949bdaa91fb4b9a69a3811e b0e17b0cf7111c6e716cd0272de5684834798431c1b34bab8d1a1b5aba3d38a3a42c859026f81ccc
kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly 3 AES 1e7756695d337e0b06c764734a9ef8148af20dcc7a636ccfea8b2eb96a9e9373 9b3bdc59ae1d85703aa7f75d49bdc600bf57ba4a458b20a003a10f6e36525fb6648ba70e6602d8b2
== decrypted data:
'<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>\n<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD '
'PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">\n<plist versi'
'on="1.0">\n<dict>\n\t<key>DCIMLastDirectoryNumber</key>\n\t<integer>100</integ'
'er>\n\t<key>DCIMLastFileNumber</key>\n\t<integer>3</integer>\n</dict>\n</plist'
'>\n'
== pretty-printed plist
{'DCIMLastDirectoryNumber': 100, 'DCIMLastFileNumber': 3}
Tín dụng thêm
Các đang iphone-dataprotection đăng bởi Bédrune và Sigwald thể giải mã keychain từ một bản sao lưu, trong đó có những điều thú vị như mật khẩu wifi và trang web đã lưu:
$ python iphone-dataprotection/python_scripts/keychain_tool.py ...
--------------------------------------------------------------------------------------
| Passwords |
--------------------------------------------------------------------------------------
|Service |Account |Data |Access group |Protection class|
--------------------------------------------------------------------------------------
|AirPort |Ed’s Coffee Shop |<3FrenchRoast |apple |AfterFirstUnlock|
...
Mã đó không còn hoạt động trên các bản sao lưu từ điện thoại sử dụng iOS mới nhất, nhưng có một số cổng golang đã được cập nhật cho phép truy cập vào chuỗi khóa .