一、课程目标
1.密码学基础
2.常见编码与算法
3.非标准加密对抗
二、工具
1.教程Demo(更新)
2.MT管理器/NP管理器
3.算法助手
4.雷电模拟器
5.Android Studio
6.jadx-gui
三、课程内容
1.为什么要学这个？
- CTF
- 爬虫:算法还原、协议分析
- 网络安全:渗透测试、安全防护
2.密码学基础
1.什么是密码学?
密码学(cryptography)是一种将信息表述为不可读的方式，并使用一种秘密的方法将信息恢复出来的科学。密码学提供的最基本的服务是数据机密性服务，就是使通信双方可以互相发送消息，并且避免他人窃取消息的内容。加密算法是密码学的核心。
- 明文：原始消息
- 密文：加密后的消息
- 加密：从明文到密文的变换过程
- 解密：从密文到明文的变换过程
- 密钥：相用来完成加解密等过程的秘密信息
3.常见编码
1.Base64编码
CyberChef
定义:
Base64是一种用64个字符表示任意二进制数据的方法，是一种编码，并非加密字符编码，由 A-Z a-z 0-9 + / 和补充字符 “=” 组成，Base64编码后的字符数是4的倍数（不足会补"="）
明文:
吾爱破解论坛
密文:
5ZC+54ix56C06Kej6K665Z2b
逻辑实现:
import java.util.Base64;
public class Base64Example {
public static void main(String[] args) {
String text = "吾爱破解论坛";
// 编码
String encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(text.getBytes());
System.out.println("Encoded string: " + encodedString);
// 解码
byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedString);
String decodedString = new String(decodedBytes);
System.out.println("Decoded string: " + decodedString);
}
}
自实现base64：
public class Base64Example {
//base64码表
private static final String base64Chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
public static void main(String[] args) {
String originalInput = "吾爱破解论坛";
// 编码
String encodedString = encodeBase64(originalInput.getBytes());
System.out.println("Encoded string: " + encodedString);
// 解码
byte[] decodedBytes = decodeBase64(encodedString);
String decodedString = new String(decodedBytes);
System.out.println("Decoded string: " + decodedString);
}
private static String encodeBase64(byte[] inputBytes) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
int paddingCount = (3 - inputBytes.length % 3) % 3;
for (int i = 0; i < inputBytes.length; i += 3) {
int b = ((inputBytes[i] & 0xFF) << 16) | ((i + 1 < inputBytes.length ? inputBytes[i + 1] & 0xFF : 0) << 8) | (i + 2 < inputBytes.length ? inputBytes[i + 2] & 0xFF : 0);
sb.append(base64Chars.charAt((b >> 18) & 0x3F)).append(base64Chars.charAt((b >> 12) & 0x3F)).append(base64Chars.charAt((b >> 6) & 0x3F)).append(base64Chars.charAt(b & 0x3F));
}
for (int i = 0; i < paddingCount; i++) {
sb.setCharAt(sb.length() - i - 1, '=');
}
return sb.toString();
}
private static byte[] decodeBase64(String inputString) {
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
int paddingCount = 0;
for (int i = 0; i < inputString.length(); i += 4) {
int b = (base64Chars.indexOf(inputString.charAt(i)) << 18) | (base64Chars.indexOf(inputString.charAt(i + 1)) << 12) | (i + 2 < inputString.length() && inputString.charAt(i + 2) != '=' ? base64Chars.indexOf(inputString.charAt(i + 2)) << 6 : 0) | (i + 3 < inputString.length() && inputString.charAt(i + 3) != '=' ? base64Chars.indexOf(inputString.charAt(i + 3)) : 0);
bos.write((b >> 16) & 0xFF);
bos.write((b >> 8) & 0xFF);
bos.write(b & 0xFF);
if (inputString.charAt(i + 2) == '=') {
paddingCount++;
}
if (inputString.charAt(i + 3) == '=') {
paddingCount++;
}
}
byte[] result = bos.toByteArray();
if (paddingCount > 0) {
byte[] trimmedResult = new byte[result.length - paddingCount];
System.arraycopy(result, 0, trimmedResult, 0, trimmedResult.length);
return trimmedResult;
} else {
return result;
}
}
}
2.Hex编码
定义:
hex编码，又称十六进制编码(也称base16)，一般用于方便人们查看二进制文件内容，它将字节数据中的每4个bit使用数字(0-9)、字母(A-F)共16个字符等效表示，由于一个字节有8个bit，所以一个字节会被编码为2个hex字符
PS:在 ASCII 编码中，只有0到127之间的数字是表示英文字母、数字和符号的，超出这个范围的字符需要使用其他编码方式,例如汉字就需要使用 UTF-8 或 UTF-16
明文:
吾爱破解论坛
密文:
E590BEE788B1E7A0B4E8A7A3E8AEBAE59D9B
逻辑实现:
%02X 是一个格式化字符串，其中 % 是转义符，02 是最小宽度，表示输出的字符串至少包含两个字符，不足两个字符时用 0 填充，X 表示输出的字符集为大写的十六进制数。(算是一个特征)
// 将普通字符串转换为Hex字符串
public static String stringToHex(String input) {
StringBuilder output = new StringBuilder();
byte[] bytes = input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
for (byte b : bytes) {
output.append(String.format("%02X", b));
}
return output.toString();
}
// 将Hex字符串转换为普通字符串
public static String hexToString(String input) {
byte[] bytes = new byte[input.length() / 2];
for (int i = 0; i < input.length(); i += 2) {
bytes[i / 2] = (byte) Integer.parseInt(input.substring(i, i + 2), 16);
}
return new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
}
3.Unicode编码
定义:
Unicode（统一码、万国码、单一码）是一种在计算机上使用的字符编码。
明文:
吾爱破解论坛
密文:
\u543E\u7231\u7834\u89E3\u8BBA\u575B
逻辑实现:
// 将字符串转换为Unicode格式
public static String stringToUnicode(String input) {
StringBuilder output = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
output.append(String.format("\\u%04X", (int) input.charAt(i)));
}
return output.toString();
}
// 将Unicode格式的字符串转换为原始字符串
public static String unicodeToString(String input) {
StringBuilder output = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < input.length(); i += 6) {
String str = input.substring(i + 2, i + 6);
output.append((char) Integer.parseInt(str, 16));
}
return output.toString();
}
4.Byte数组
PS：常用于字符串加密
明文：
吾爱破解论坛
密文：
byte[] byteArray = new byte[]{-27,-112,-66,-25,-120,-79,-25,-96,-76,-24,-89,-93,-24,-82,-70,-27,-99,-101};
public static void main(String[] args) {
//stringtobyte数组
String originalInput = "吾爱破解论坛";
byte[] bytes = originalInput.getBytes();
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
//byte数组tostring
byte[] byteArray = new byte[]{-27,-112,-66,-25,-120,-79,-25,-96,-76,-24,-89,-93,-24,-82,-70,-27,-99,-101};
String str = new String(byteArray);
System.out.println(str);
}
4.加密算法
1.消息摘要算法&单向散列函数&哈希算法
定义:
单向散列函数算法也称Hash（哈希）算法(消息摘要算法)，是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度（消息摘要）的函数（该过程不可逆）。 Hash函数可用于数字签名、 消息的完整性检测、消息起源的认证检测等。
常见的算法:MD5、HMAC、SHA-X(SHA-1,SHA-2)
MD5摘要
特性:
- 压缩性:无论数据长度是多少,计算出来的MD5值长度相同(16位、32位)
- 抗修改性:即便修改一个字节，计算出来的MD5值也会巨大差异
- 抗碰撞性:知道数据和MD5值，很小概率找到相同MD5值相同的原数据
- 易计算性:由原数据容易计算出MD5值(逆推)
明文:
吾爱破解论坛
密文:
0bc50e2bf301b3f7c4309a9f4c9b19b2
逻辑实现:
public static void main(String[] args) throws Exception {
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
md.update("吾爱破解论坛".getBytes());
byte[] res = md.digest();
System.out.println(byteToHexString(res));
}
public static String byteToHexString(byte[] by) {
StringBuilder SB = new StringBuilder();
for (int k : by) {
int j = k;
if (k < 0) {
j = k + 256;
}
if (j < 16) {
SB.append("0");
}
SB.append(Integer.toHexString(j));
}
return SB.toString();
}
2.对称加密算法
定义:
加密和解密使用相同密钥的密码算法叫对称加解密算法，简称对称算法。对称算法速度快，通常在需要加密大量数据时使用。所谓对称，就是采用这种密码方法的双方使用同样的密钥进行加密和解密。
对称加密算法可以分为以下几种类型：
- DES（数据加密标准）：DES是一种对称加密算法，使用56位密钥，将数据分成64位块，然后进行加密。由于DES的密钥长度比较短，易受到暴力破解攻击。
- 3DES（三重DES）：3DES是基于DES算法的改进版本，使用三个56位的密钥，对数据进行三次加密，从而增加了加密强度。3DES比DES更加安全，但是加密速度较慢。
- AES（高级加密标准）：AES是一种高级的对称加密算法，使用128、192或256位密钥，可以对不同长度的数据块进行加密。AES比DES和3DES更加安全，且加密速度更快。
- RC4：RC4是一种流加密算法，使用相同的密钥对数据进行加密和解密。RC4的密钥长度可以是40位、64位、128位等不同长度。RC4在实际应用中已经被证明存在漏洞，不再被推荐使用。
(1)AES加解密
明文:
吾爱破解论坛
密文:
VPPMeI+jgyAtCYeM+VvamDapwXp+n4Q/oUHULimyLA4=
逻辑实现:
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
public class Aes {
private static final String ALGORITHM = "AES";
private static final String TRANSFORMATION = "AES/ECB/PKCS5Padding"; //加密模式
private static final String SECRET_KEY = "1234567wuaipojie"; //密钥
public static void main(String[] args) throws Exception {
String originalMessage = "吾爱破解论坛";
// Encrypt the message
byte[] encryptedMessage = encrypt(originalMessage);
System.out.println("加密结果: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedMessage));
// Decrypt the message
String decryptedMessage = decrypt(encryptedMessage);
System.out.println("解密结果: " + decryptedMessage);
}
private static byte[] encrypt(String message) throws Exception {
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(), ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
return cipher.doFinal(message.getBytes());
}
private static String decrypt(byte[] encryptedMessage) throws Exception {
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(), ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
return new String(cipher.doFinal(encryptedMessage));
}
}
(2)DES加解密
明文:
吾爱破解论坛
密文:
QJBizO9/gNXe+fmKsWwHrkXExXultVO2
逻辑实现:
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
public class Des {
private static final String ALGORITHM = "DES";
private static final String TRANSFORMATION = "DES/ECB/PKCS5Padding"; //加密模式
private static final String SECRET_KEY = "52pj2023"; //密钥
public static void main(String[] args) throws Exception {
String originalMessage = "吾爱破解论坛";
// Encrypt the message
byte[] encryptedMessage = encrypt(originalMessage);
System.out.println("加密结果: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedMessage));
// Decrypt the message
String decryptedMessage = decrypt(encryptedMessage);
System.out.println("解密结果: " + decryptedMessage);
}
private static byte[] encrypt(String message) throws Exception {
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(), ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
return cipher.doFinal(message.getBytes());
}
private static String decrypt(byte[] encryptedMessage) throws Exception {
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(), ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
return new String(cipher.doFinal(encryptedMessage));
}
}
3.非对称加密算法
定义:
非对称加密，也称为公钥加密，使用两个不同的密钥进行加密和解密，这两个密钥是一对，一个被称为公钥，一个被称为私钥。公钥可以随意分发给任何需要通信的人，而私钥则只能由密钥持有者保留。在非对称加密中，公钥用于加密消息，而私钥用于解密消息，这使得非对称加密更加安全，因为即使公钥被泄露，也无法破解密文。
常见的非对称加密:RSA
RSA加解密
定义:
RSA是最具代表性的公钥密码体制。由于算法完善（既可用于数据加密又可用于数字签名）、安全性良好、易于实现和理解，RSA已成为一种应用极广的公钥密码体制，也是目前世界上唯一被广泛使用的公钥密码。在广泛的应用中，它不仅实现技术日趋成熟而且安全性逐渐得到证明。由此人们越发对RSA偏爱有加，并提出了许多基于RSA的加强或变形公钥密码体制。根据不同的应用需要，人们基于RSA算法开发了大量的加密方案与产品。
PS:RSA公钥加密的每次结果都不一样
明文:
吾爱破解论坛
密文:
bLZtNVaHFLeKnQDG79KzOuvPa1HwGvcKX5fJfWR09g0HsAzM7NX7pcOzDp46UL4vOP/n1/DKxYpxxA8CjfxDdR8mNb4I3eNDq7oRZzQmDYKK+98uMuDc0+3utMuhojSdTe3cC6bWy66xcyV9LgX0Cau0sIDzBk9c7by6VCwj7xs=
逻辑实现:
public class RSA {
public static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";
private static final String PUBLIC_KEY = "RSAPublicKey";
private static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey";
// 1024 bits 的 RSA 密钥对，最大加密明文大小
private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 117;
// 1024 bits 的 RSA 密钥对，最大解密密文大小
private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = 128;
// 生成密钥对
public static Map<String, Object> initKey(int keysize) throws Exception {
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
// 设置密钥对的 bit 数，越大越安全
keyPairGen.initialize(keysize);
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
// 获取公钥
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
// 获取私钥
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
Map<String, Object> keyMap = new HashMap<>(2);
keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
return keyMap;
}
// 获取公钥字符串
public static String getPublicKeyStr(Map<String, Object> keyMap) {
// 获得 map 中的公钥对象，转为 key 对象
Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
// 编码返回字符串
return encryptBASE64(key.getEncoded());
}
// 获取私钥字符串
public static String getPrivateKeyStr(Map<String, Object> keyMap) {
// 获得 map 中的私钥对象，转为 key 对象
Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
// 编码返回字符串
return encryptBASE64(key.getEncoded());
}
// 获取公钥
public static PublicKey getPublicKey(String publicKeyString) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
byte[] publicKeyByte = Base64.getDecoder().decode(publicKeyString);
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyByte);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
return keyFactory.generatePublic(keySpec);
}
// 获取私钥
public static PrivateKey getPrivateKey(String privateKeyString) throws Exception {
byte[] privateKeyByte = Base64.getDecoder().decode(privateKeyString);
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyByte);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
return keyFactory.generatePrivate(keySpec);
}
/**
* BASE64 编码返回加密字符串
*
* @Param key 需要编码的字节数组
* @Return 编码后的字符串
*/
public static String encryptBASE64(byte[] key) {
return new String(Base64.getEncoder().encode(key));
}
/**
* BASE64 解码，返回字节数组
*
* @Param key 待解码的字符串
* @Return 解码后的字节数组
*/
public static byte[] decryptBASE64(String key) {
return Base64.getDecoder().decode(key);
}
/**
* 公钥加密
*
* @Param text 待加密的明文字符串
* @param publicKeyStr 公钥
* @Return 加密后的密文
*/
public static String encrypt1(String text, String publicKeyStr) {
try {
System.out.println("明文字符串为:"+text);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getPublicKey(publicKeyStr));
byte[] tempBytes = cipher.doFinal(text.getBytes("UTF-8"));
return Base64.getEncoder().encodeToString(tempBytes);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("加密字符串[" + text + "]时遇到异常", e);
}
}
/**
* 私钥解密
*
* @param secretText 待解密的密文字符串
* @param privateKeyStr 私钥
* @return 解密后的明文
*/
public static String decrypt1(String secretText, String privateKeyStr) {
try {
// 生成私钥
Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getPrivateKey(privateKeyStr));
// 密文解码
byte[] secretTextDecoded = Base64.getDecoder().decode(secretText.getBytes("UTF-8"));
byte[] tempBytes = cipher.doFinal(secretTextDecoded);
return new String(tempBytes);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("解密字符串[" + secretText + "]时遇到异常", e);
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Map<String, Object> keyMap;
String cipherText;
// 原始明文
String content = "吾爱破解论坛";
// 生成密钥对
keyMap = initKey(1024);
String publicKey = getPublicKeyStr(keyMap);
System.out.println("公钥:"+publicKey);
String privateKey = getPrivateKeyStr(keyMap);
System.out.println("私钥:"+privateKey);
// 加密
cipherText = encrypt1(content, publicKey);
System.out.println("加密后的密文:"+cipherText);
// 解密
String plainText = decrypt1(cipherText, privateKey);
System.out.println("解密后明文:"+plainText);
}
}
总的来说，非对称加密比对称加密更加安全，但同时也更加计算密集和复杂，因此在实际应用中需要根据具体情况来选择合适的加密方式。常见的做法是使用对称加密算法加密数据，然后使用非对称加密算法加密对称加密算法使用的密钥，这样既保证了数据的安全性，又避免了非对称加密算法的资源消耗。
4.非标准加密算法
遇到不是常规的加密怎么办？
方法一:主动调用
方法二:扣算法
方法三:问问神奇的ChatGPT
四、课后小作业
修改教程demo中的值
五、答疑
推荐书目:
加密与解密（第4版）
Java加密与解密的艺术(第2版)
密码学原理与Java实现
六、视频及课件地址
百度云
阿里云
哔哩哔哩
PS:解压密码都是52pj，阿里云由于不能分享压缩包，所以下载exe文件，双击自解压
七、其他章节
《安卓逆向这档事》一、模拟器环境搭建
《安卓逆向这档事》二、初识APK文件结构、双开、汉化、基础修改
《安卓逆向这档事》三、初识smail，vip终结者
《安卓逆向这档事》四、恭喜你获得广告&弹窗静默卡
《安卓逆向这档事》五、1000-7=？&动态调试&Log插桩
《安卓逆向这档事》六、校验的N次方-签名校验对抗、PM代{过}{滤}理、IO重定向
《安卓逆向这档事》七、Sorry，会Hook真的可以为所欲为-Xposed快速上手(上)模块编写,常用Api
《安卓逆向这档事》八、Sorry，会Hook真的可以为所欲为-xposed快速上手(下)快速hook
八、参考文档
安卓逆向中关于密码学、NDK开发（JNI调用）以及Java层逆向基础知识思维导图
密码学原理与Java实现
MD5加密概述，原理及实现
RSA 加解密（Java 实现）
密码学：RSA加密算法详解
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发表于 2023-3-20 22:28
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发表于 2023-3-20 22:38
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