论文相关笔记3

3、Android安全保护机制及解密方法研究（2013《技术研究》）

1.Android设备安全机制

从用户界面看，Android的安全保护机制主要体现为对于用户界面的访问控制的保护，好比在设备空闲时，用户能够锁定设备，并设置解锁口令，从而防止未受权的其余用户打开设备。

在Android设备上，经常使用的屏幕锁定方式包含如下几种：

此外，新版的Android操做系统还加入了与苹果iOS相似的文件系统加密机制。

2.Android图案锁定原理及解密

（1）加密

在Android设备上，用户能够经过设置锁定图案做为密码对设备用户界面进行锁定。

Android设备的锁定界面有9点组成，锁定图案需知足三个条件：至少3点、最多9点、无重复。这种解锁方式在Android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——>转换明文——>SHA-1散列——>存储。

（a）用户输入图案。

（b）图案转换为明文，从左上角起编号为00，至右下角止编号为08，例如Z字形转换后为00-01-02-04-06-07-08。

（c）将十六进制字符串00010204060708使用SHA-1进行散列计算，获得散列值。

（d）将散列值存储在Android设备~/data/system/gesture.key文件中。

至此，能够看出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。

经过数学计算，因为单数位肯定，双数位不重复，则，根据Android图案锁定规则能够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，因此其密码复杂度不高，破解相对容易。

（2）解密

针对图形锁定，能够采用预计算密码表方式进行暴力破解，在获得图案存储文件gesture.key的基础上（须要具备root权限），使用月50MB的密码表在1秒内便可完成全部图形锁定的破解。

3.Android字符密码加密原理及破解

（1）加密

除了采用图形设定设备以外，Android还容许用户使用4-16位的数字PIN码或者文本字符做为锁定密码。每一位密码范围为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SHA-1和MD5散列，以后，将散列结果存储于~/data/system/password.key文件中。

Android设备字符密码加密过程：字符输入——>加入Salt——>SHA-1+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过程的实现方式（com/android/internal/widget/LockPatternUtils.java）。

若用户设置了4位密码，密码容量为78074896（94^4）；当设置了16位密码时，密码容量就很大了。

由此能够看出，Android设备上字符型密码锁定设备的密码强度至关高。

（2）解密

因为在SHA-1前先被加入了Salt值，因此暴力破解或预计算密码表的方式需提供Salt值。在Android操做系统中，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~/data/data/com.android.providers.settings/，该数据库中的secure表，存储了字符密码加密使用的Salt。同时，解密还需password.key文件中所包含的散列值，该文件存储于~/data/system/password.key。在该key文件中，包含了72字节的16进制字符串。

在获得password值与Salt以后，一样能够采用暴力破解方式对Android设备的字符型密码进行攻击（须要用到一些暴力破解工具）。

4.Android面部识别的破解

面部识别并不彻底可靠和准确，而且缺少真人判断机制，恶意用户能够用照片绕过验证。

5.Android存储加密

除了屏幕锁定，新版Android操做系统还支持Android设备内置存储空间进行加密，这种加密方式基于dmcrypt，运行于block device层，这样的加密默认只能对ext4分区进行，因此在Android3.0及以上的版本中财提供这种功能，存储加密要求首先设置至少6位且包含至少1位数字的字符型密码。

在Android存储加密中，主密钥采用AES 128位加密，主密钥在加入Salt值以后被存储于分区尾部或独立的文件中。

存储解密时，首先须要将Android设备进行完整的物理转储（可采用JTAG等方式），以后从分区尾部查找Salt值及加密后的主密钥，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，以后可以使用真正主密钥对完整镜像进行解密。

6.总结

分析的是Android2.3.5，就了解下理论知识。