安卓逆向-豆瓣app签名算法分析与解密
1、背景介绍
2、工具准备
3、Fildder抓包
3.1 配置fildder代{过}{滤}理
3.2 配置安卓模拟器的代{过}{滤}理
3.3 为安卓模拟器安装证书
4、抓取豆瓣APP的网络请求
5、反汇编豆瓣APP
6、定位签名计算位置
7、获取豆瓣APP的签名
8、HMAC Hash加密逻辑分析
9、代码实现
10、注意事项
完整工程上传到了GitHub上,仅限于研究使用,如不能运行请看注意事项
项目地址:https://github.com/bestyize/DoubanAPI
1、背景介绍
豆瓣上有很多精品的图片资源,但是豆瓣的网页端写的不咋地,在下发图片链接直接随着html一起下发了,造成了很大的资源浪费,对我们解析数据也带来了不必要的麻烦。
好的解决方式是数据通过json下发,豆瓣的移动端app就是通过下发json数据实现的通信,看到下面的图,是我抓包后得到的json数据,是不是更加清晰和好解析呢。
但是,豆瓣为了防止api被第三方使用,对api的使用做了校验。本文的目的就是逆向豆瓣app,获取豆瓣的签名算法,让我们可以自由地使用豆瓣API。
2、工具准备
本文中用到的软件和工具如下
项目 |
描述 |
链接 |
豆瓣app |
我们逆向的app |
各大应用市场 |
Fildder |
抓包工具 |
自行搜索 |
jadx |
Java反汇编程序 |
吾爱破解 |
AndroidStudio |
编写app验证 |
android developer |
夜神安卓模拟器 |
安卓模拟器 |
官网自行下载 |
注意,夜神安卓模拟器要用系统版本为5.1的,因为安卓6.0及以上版本的app不再信任我们自行设置的证书,也就没法抓到https请求
3、Fildder抓包
将必要的软件安装完成后,我们就可以使用Fildder抓包了,但是,为了抓到https请求,我们需要为夜深安卓模拟器安装证书。
3.1 配置fildder代{过}{滤}理
打开Fildder的option 选项后,在HTTPS选项中选上解密https的选项
在connection这里把端口号改成你想要的端口号,这里我设置的8887(随便设置,不超过65535,不与其他程序占用的端口冲突即可)
设置完之后,把鼠标移动到右上角的online上面,可以看到我们在局域网的ip(最下面那个ip就是),这样我们得到fildder为我们建立的代{过}{滤}理服务器的地址就是:
http://192.168.1.102:8887
到这里,fildder的设置就完成了
3.2 配置安卓模拟器的代{过}{滤}理
打开夜神安卓模拟器,找到设置-WLAN。鼠标长按WiredSSID就会出现下图中的选项
我们点击修改网络,选择高级选项,把代{过}{滤}理选到手动模式,再把我们刚刚获得的fildder代{过}{滤}理服务器地址写入,然后保存。
3.3 为安卓模拟器安装证书
我们打开安卓模拟器的浏览器,在地址栏输入我们之前得到的fildder的ip地址
http://192.168.1.102:8887/
然后点击最下面的蓝色超链接,这样就可以下载fildder证书到本地,下载完成后,在系统的状态栏就会有提示信息
我们单击打开FiddlerRoot.crt(因为我之前下载了多份,所以浏览器自己给加了个编号)。点击之后,可能会让你设置pin码,你自己设置一个数字密码即可。
之后,会弹出下面窗口,证书名称可以随意填,点击确定之后,证书就安装完成了,就可以抓取app的https请求了。
4、抓取豆瓣APP的网络请求
我们在安卓模拟器上打开豆瓣app,搜一下我们想要下载的照片
在fildder这里,我们可以看到具体的请求
https://frodo.douban.com/api/v2/elessar/subject/27260217/photos?count=100&os_rom=android&apikey=0dad551ec0f84ed02907ff5c42e8ec70&channel=Yingyongbao_Market&udid=5165b4781e5830a4f29cb0acc89e8553b1e960cd&_sig=MpYKtfAAfO8mabwd5Qa684EvidQ%3D&_ts=1599455970
先过滤掉url中没用的信息,我们可以得到
https://frodo.douban.com/api/v2/elessar/subject/27260217/photos?count=100&apikey=0dad551ec0f84ed02907ff5c42e8ec70&_sig=MpYKtfAAfO8mabwd5Qa684EvidQ%3D&_ts=1599455970
选fildder的webform选项可以看得更清楚一些。里面的apikey是固定的,_sig是加密的验证签名,_ts是以秒为单位的请求时间,和加密有关,count则是请求的图片数量(设置一百也只能请求50个,不过,可以在链接中再加入一个参数start,带start的链接需要你滚动下鼠标,加载图片,然后在fildder里面就能看到了),dfid是追踪用户信息的一个标志,在这里并不需要。
上面所说的_sig就是我们需要攻克的签名。
5、反汇编豆瓣APP
我们用强大的jadx来反汇编豆瓣app
选择文件-打开。然后找到豆瓣app的安装包后打开。
6、定位签名计算位置
点击搜索图标,我们搜索一下在上一节找的_sig是在哪里组装的
双击进去,可以看到一个叫做ApiSignatureHelper.a的方法获得了_sig的值
Pair<String, String> a2 = ApiSignatureHelper.a(request);
再点进去看看,可以看到这个类的实现非常简单,Pair是安卓里面的一个只有两个值的数据结构,ApiSignatureHelper.a的作用就是计算_sig的值。
public class ApiSignatureHelper {
static Pair<String, String> a(Request request) {
if (request == null) {
return null;
}
String header = request.header(com.douban.push.internal.api.Request.HEADER_AUTHORIZATION);
if (!TextUtils.isEmpty(header)) {
header = header.substring(7);
}
return a(request.url().toString(), request.method(), header);
}
public static Pair<String, String> a(String str, String str2, String str3) {
String decode;
if (TextUtils.isEmpty(str)) {
return null;
}
String str4 = FrodoApi.a().e.b;
if (TextUtils.isEmpty(str4)) {
return null;
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(str2);
String encodedPath = HttpUrl.parse(str).encodedPath();
if (encodedPath == null || (decode = Uri.decode(encodedPath)) == null) {
return null;
}
if (decode.endsWith("/")) {
decode = decode.substring(0, decode.length() - 1);
}
sb.append(StringPool.AMPERSAND);
sb.append(Uri.encode(decode));
if (!TextUtils.isEmpty(str3)) {
sb.append(StringPool.AMPERSAND);
sb.append(str3);
}
long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis() / 1000;
sb.append(StringPool.AMPERSAND);
sb.append(currentTimeMillis);
return new Pair<>(HMACHash1.a(str4, sb.toString()), String.valueOf(currentTimeMillis));
}
}
看完代码后我们可以知道,最后是使用了HMAC Hash算法,把str4作为key,把sb.toString()作为加密内容进行的加密。
public class HMACHash1 {
public static final String a(String str, String str2) {
try {
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(str.getBytes(), LiveHelper.HMAC_SHA1);
Mac instance = Mac.getInstance(LiveHelper.HMAC_SHA1);
instance.init(secretKeySpec);
return Base64.encodeToString(instance.doFinal(str2.getBytes()), 2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
但是由于HMAC Hash是一个不可逆的加密算法,我们是不能根据_sig来反推加密密钥的。
所以我们能做的就是直接获取这个加密密钥。
我们追一下str4的来源:
String str4 = FrodoApi.a().e.b;
可以清晰地看到,这个值是ZenoConfig在构造函数初始化时候传入的,是第三个参数。
我们再追究下哪里调用了这个构造函数。
可以看到,这个值是从这里来的
String d2 = FrodoUtils.d();
我们再追踪一下
在这里,我们终于到了计算值密钥的位置。
@SuppressLint({"PackageManagerGetSignatures"})
public static void a(boolean z) {
if (TextUtils.isEmpty(b)) {
b = "74CwfJd4+7LYgFhXi1cx0IQC35UQqYVFycCE+EVyw1E=";
}
if (TextUtils.isEmpty(c)) {
c = "bHUvfbiVZUmm2sQRKwiAcw==";
}
if (z) {
try {
String encodeToString = Base64.encodeToString(AppContext.a().getPackageManager().getPackageInfo(AppContext.a().getPackageName(), 64).signatures[0].toByteArray(), 0);
b = AES.a(b, encodeToString);
c = AES.a(c, encodeToString);
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e2) {
e2.printStackTrace();
}
}
}
在这段代码中,将c作为密文
c = "bHUvfbiVZUmm2sQRKwiAcw=="
将apk签名作为密钥,经过AES加密得到最终的加密密钥,作为前面提到的HMAC Hash算法中的加密密钥。
String encodeToString = Base64.encodeToString(AppContext.a().getPackageManager().getPackageInfo(AppContext.a().getPackageName(), 64).signatures[0].toByteArray(), 0);
7、获取豆瓣APP的签名
在上一节中,我们定位到了计算HMAC Hash算法密钥的位置,这个位置是由AES加密获取到一个结果,作为HMAC Hash算法密钥的,但是AES加密的文本我们可以直接找到,就是
bHUvfbiVZUmm2sQRKwiAcw==
但我们还不知道AES加密密钥是什么。熟悉安卓开发的人应该知道,这句话是用来获取当前应用的签名的,这是安卓的一种防篡改的安全机制。只要我们修改了包,签名就会变化,所以,我们不能直接修改豆瓣APP的安装包。
AppContext.a().getPackageManager().getPackageInfo(AppContext.a().getPackageName(), 64).signatures[0].toByteArray()
不过,其他应用也可以获取已安装应用的签名信息,只需要把对应app的包名填入即可。
Application application=(Application)getApplicationContext();
PackageInfo packageInfo=application.getPackageManager().getPackageInfo("com.douban.frodo",PackageManager.GET_SIGNATURES);
String sign=Base64.encodeToString(packageInfo.signatures[0].toByteArray(),0);
这样我们就获取到了我们需要的字串
public final static String SIGN="MIICUjCCAbsCBEty1MMwDQYJKoZIhvcNAQEEBQAwcDELMAkGA1UEBhMCemgxEDAOBgNVBAgTB0Jl\n" +
"aWppbmcxEDAOBgNVBAcTB0JlaWppbmcxEzARBgNVBAoTCkRvdWJhbiBJbmMxFDASBgNVBAsTC0Rv\n" +
"dWJhbiBJbmMuMRIwEAYDVQQDEwlCZWFyIFR1bmcwHhcNMTAwMjEwMTU0NjExWhcNMzcwNjI3MTU0\n" +
"NjExWjBwMQswCQYDVQQGEwJ6aDEQMA4GA1UECBMHQmVpamluZzEQMA4GA1UEBxMHQmVpamluZzET\n" +
"MBEGA1UEChMKRG91YmFuIEluYzEUMBIGA1UECxMLRG91YmFuIEluYy4xEjAQBgNVBAMTCUJlYXIg\n" +
"VHVuZzCBnzANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOBjQAwgYkCgYEAg622fxLuwQtC8KLYp5gHk0OmfrFiIisz\n" +
"kzPLBhKPZDHjYS1URhQpzf00T8qg2oEwJPPELjN2Q7YOoax8UINXLhMgFQkyAvMfjdEOSfoKH93p\n" +
"v2d4n/IjQc/TaDKu6yb53DOq76HTUYLcfLKOXaGwGjAp3QqTqP9LnjJjGZCdSvMCAwEAATANBgkq\n" +
"hkiG9w0BAQQFAAOBgQA3MovcB3Hv4bai7OYHU+gZcGQ/8sOLAXGD/roWPX3gm9tyERpGztveH35p\n" +
"aI3BrUWg2Vir0DRjbR48b2HxQidQTVIH/HOJHV0jgYNDviD18/cBwKuLiBvdzc2Fte+zT0nnHXMy\n" +
"E6tVeW3UdHC1UvzyB7Qcxiu4sBiEO1koToQTWw==\n";
不过,这个加密密钥其实是固定的,我们直接把jadx反编译后的代码,移植到这里,计算出这个加密密钥,以后就不需要再重复计算了,最后,我们得到的结果是
bf7dddc7c9cfe6f7
这就是HMAC Hash算法需要的加密密钥
8、HMAC Hash加密逻辑分析
在得到HAMC Hash的加密密钥之后,我们再看一下,被HMAC Hash算法加密的字符串是怎么得到的。
//str:API的地址,不包括后面参数,举例:str="https://frodo.douban.com/api/v2/elessar/subject/27260217/photos"
//str2:请求方法,这里是GET,举例:str2="GET"
//str3: str3=null;
public static Pair<String, String> a(String str, String str2, String str3) {
String decode;
if (TextUtils.isEmpty(str)) {
return null;
}
String str4 = FrodoApi.a().e.b;//HMAC Hash密钥,在前面我们得到的结果是:bf7dddc7c9cfe6f7
if (TextUtils.isEmpty(str4)) {
return null;
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(str2);
String encodedPath = HttpUrl.parse(str).encodedPath();
if (encodedPath == null || (decode = Uri.decode(encodedPath)) == null) {
return null;
}
if (decode.endsWith("/")) {
decode = decode.substring(0, decode.length() - 1);
}
sb.append(StringPool.AMPERSAND);
sb.append(Uri.encode(decode));
if (!TextUtils.isEmpty(str3)) {
sb.append(StringPool.AMPERSAND);
sb.append(str3);
}
long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis() / 1000;//当前时间,取秒,也被当作被加密的内容了
sb.append(StringPool.AMPERSAND);
sb.append(currentTimeMillis);
return new Pair<>(HMACHash1.a(str4, sb.toString()), String.valueOf(currentTimeMillis));
}
至此,豆瓣的加密算法分析完成,接下来就是实现它
9、代码实现
在上面分析的代码中,有一些是安卓特有的API,但是为了让程序能run everywhere,我对其中的一些数据结构做了替换,对一些API进行了移植(感谢安卓是开源的)
由于数据结构Pair仅仅是Android中的一个类,所以,为了在别的地方用Java的地方也能用,我们可以移植,也可以用hashMap代替
public class SignatureHelper {
private static final char[] HEX_DIGITS = "0123456789ABCDEF".toCharArray();
private static final String DEFAULT_ENCODING = "UTF-8";
public static final String AMPERSAND = "&";
private final static int NOT_FOUND = -1;
// public final static String SIGN="MIICUjCCAbsCBEty1MMwDQYJKoZIhvcNAQEEBQAwcDELMAkGA1UEBhMCemgxEDAOBgNVBAgTB0Jl\n" +
// "aWppbmcxEDAOBgNVBAcTB0JlaWppbmcxEzARBgNVBAoTCkRvdWJhbiBJbmMxFDASBgNVBAsTC0Rv\n" +
// "dWJhbiBJbmMuMRIwEAYDVQQDEwlCZWFyIFR1bmcwHhcNMTAwMjEwMTU0NjExWhcNMzcwNjI3MTU0\n" +
// "NjExWjBwMQswCQYDVQQGEwJ6aDEQMA4GA1UECBMHQmVpamluZzEQMA4GA1UEBxMHQmVpamluZzET\n" +
// "MBEGA1UEChMKRG91YmFuIEluYzEUMBIGA1UECxMLRG91YmFuIEluYy4xEjAQBgNVBAMTCUJlYXIg\n" +
// "VHVuZzCBnzANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOBjQAwgYkCgYEAg622fxLuwQtC8KLYp5gHk0OmfrFiIisz\n" +
// "kzPLBhKPZDHjYS1URhQpzf00T8qg2oEwJPPELjN2Q7YOoax8UINXLhMgFQkyAvMfjdEOSfoKH93p\n" +
// "v2d4n/IjQc/TaDKu6yb53DOq76HTUYLcfLKOXaGwGjAp3QqTqP9LnjJjGZCdSvMCAwEAATANBgkq\n" +
// "hkiG9w0BAQQFAAOBgQA3MovcB3Hv4bai7OYHU+gZcGQ/8sOLAXGD/roWPX3gm9tyERpGztveH35p\n" +
// "aI3BrUWg2Vir0DRjbR48b2HxQidQTVIH/HOJHV0jgYNDviD18/cBwKuLiBvdzc2Fte+zT0nnHXMy\n" +
// "E6tVeW3UdHC1UvzyB7Qcxiu4sBiEO1koToQTWw==\n";
public static Map<String, String> getVerifyMap(String str, String str2, String str3) {
Map<String, String> map=new HashMap<>();
String decode;
if (TextUtils.isEmpty(str)) {
return null;
}
String str4 = "bf7dddc7c9cfe6f7";
if (TextUtils.isEmpty(str4)) {
return null;
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(str2);
String encodedPath = encodedPath(str);
System.out.println(encodedPath);
if (encodedPath == null || (decode = encodedPath) == null) {
return null;
}
if (decode.endsWith("/")) {
decode = decode.substring(0, decode.length() - 1);
}
sb.append(AMPERSAND);
sb.append(uriEncode(decode,null));
if (!TextUtils.isEmpty(str3)) {
sb.append(AMPERSAND);
sb.append(str3);
}
long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis() / 1000;
sb.append(AMPERSAND);
sb.append(currentTimeMillis);
try {
map.put("_sig", URLEncoder.encode(HMACHash1.a(str4, sb.toString()),"utf-8"));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
map.put("_ts",String.valueOf(currentTimeMillis));
return map;
}
public static String uriEncode(String s, String allow) {
if (s == null) {
return null;
}
StringBuilder encoded = null;
int oldLength = s.length();
int current = 0;
while (current < oldLength) {
int nextToEncode = current;
while (nextToEncode < oldLength
&& isAllowed(s.charAt(nextToEncode), allow)) {
nextToEncode++;
}
if (nextToEncode == oldLength) {
if (current == 0) {
// We didn't need to encode anything!
return s;
} else {
// Presumably, we've already done some encoding.
encoded.append(s, current, oldLength);
return encoded.toString();
}
}
if (encoded == null) {
encoded = new StringBuilder();
}
if (nextToEncode > current) {
// Append allowed characters leading up to this point.
encoded.append(s, current, nextToEncode);
} else {
// assert nextToEncode == current
}
current = nextToEncode;
int nextAllowed = current + 1;
while (nextAllowed < oldLength
&& !isAllowed(s.charAt(nextAllowed), allow)) {
nextAllowed++;
}
String toEncode = s.substring(current, nextAllowed);
try {
byte[] bytes = toEncode.getBytes(DEFAULT_ENCODING);
int bytesLength = bytes.length;
for (int i = 0; i < bytesLength; i++) {
encoded.append('%');
encoded.append(HEX_DIGITS[(bytes[i] & 0xf0) >> 4]);
encoded.append(HEX_DIGITS[bytes[i] & 0xf]);
}
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
throw new AssertionError(e);
}
current = nextAllowed;
}
return encoded == null ? s : encoded.toString();
}
private static boolean isAllowed(char c, String allow) {
return (c >= 'A' && c <= 'Z')
|| (c >= 'a' && c <= 'z')
|| (c >= '0' && c <= '9')
|| "_-!.~'()*".indexOf(c) != NOT_FOUND
|| (allow != null && allow.indexOf(c) != NOT_FOUND);
}
public static String encodedPath(String url) {
String scheme="https";
int pathStart = url.indexOf('/', scheme.length() + 3); // "://".length() == 3.
int pathEnd = delimiterOffset(url, pathStart, url.length(), "?#");
return url.substring(pathStart, pathEnd);
}
public static int delimiterOffset(String input, int pos, int limit, String delimiters) {
for(int i = pos; i < limit; ++i) {
if (delimiters.indexOf(input.charAt(i)) != -1) {
return i;
}
}
return limit;
}
}
10、注意事项
豆瓣为了防止抓包,还对UA进行了校验,在计算出正确地址后,如果想要请求API,需要把UA设置成(这里的UA也可以在fildder里面看到)
api-client/1 com.douban.frodo/6.42.2(194) Android/22 product/shamu vendor/OPPO model/OPPO R11 Plus rom/android network/wifi platform/mobile nd/1
关于完整工程:
完整工程是一个servlet程序,用idea导入即可,测试部分在图示位置
API示例
https://frodo.douban.com/api/v2/elessar/subject/27260217/photos?count=100&apikey=0dad551ec0f84ed02907ff5c42e8ec70&_sig=gfTX2YbSiADYaG%2FzXJ%2BpNo5IhbI%3D&_ts=1599316450
UA
api-client/1 com.douban.frodo/6.42.2(194) Android/22 product/shamu vendor/OPPO model/OPPO R11 Plus rom/android network/wifi platform/mobile nd/1
必须要保证签名和UA正确,才能得到预期响应