Android安全開發之淺談密鑰硬編碼
0x00 簡介
在阿里聚安全的漏洞掃描器中和人工APP安全審計中，經常發現有開發者將密鑰硬編碼在Java代碼、文件中，這樣做會引起很大風險。信息安全的基礎在于密碼學，而常用的密碼學算法都是公開的，加密內容的保密依靠的是密鑰的保密，密鑰如果泄露，對于對稱密碼算法，根據用到的密鑰算法和加密后的密文，很容易得到加密前的明文;對于非對稱密碼算法或者簽名算法，根據密鑰和要加密的明文，很容易獲得計算出簽名值，從而偽造簽名。
0x01 風險案例
密鑰硬編碼在代碼中，而根據密鑰的用途不同，這導致了不同的安全風險，有的導致加密數據被破解，數據不再保密，有的導致和服務器通信的加簽被破解，引發各種血案，以下借用烏云上已公布的幾個APP漏洞來講講。
1.1 某互聯網金融APP加密算法被破解導致敏感信息泄露
某P2P應用客戶端，用來加密數據的DES算法的密鑰硬編碼在Java代碼中，而DES算法是對稱密碼算法，既加密密鑰和解密密鑰相同。
反編譯APP，發現DES算法：
發現DES算法的密鑰，硬編碼為“yrdAppKe”，用來加密手勢密碼：
將手勢密碼用DES加密后存放在本地LocusPassWordView.xml文件中：
知道了密文和加密算法以及密鑰，通過解密操作，可以從文件中恢復出原始的手勢密碼。或者使用新的生成新的手勢密碼
而與服務器通信時接口中的Jason字段也用了DES算法和密鑰硬編碼為“yRdappKY”：
和服務器通信采用http傳輸，沒有使用https來加密通信，如果采用中間人攻擊或者路由器鏡像，獲得流量數據，可以破解出用戶的通信內容。
1.2 某租車APP加密算法被破解導致一些列風險
某租車APP與服務器通信的接口采用http傳輸數據，并且有對傳輸的部分參數進行了加密，加密算法采用AES，但是密鑰硬編碼在java代碼中為“shenzhoucar123123”，可被逆向分析出來，導致偽造請求，結合服務器端的漏洞，引起越權訪問的風險，如越權查看其它用戶的訂單等。
和服務器通信時的數據為：
q字段是加密后的內容。逆向APP，從登錄Activity入手：
分析登錄流程：v1是用戶名，v2是密碼，v3是PushId，在用戶名和密碼不為空并且長度不小于11情況下，執行LoginOperate相關操作，追蹤LoginOperate的實現，發現繼承自BaseOperate，繼續追蹤BaseOperate的實現：
在BaseOperate的initUrl()方法中，找到了APP是怎么生成請求數據的：
繼續追蹤上圖中的initJsonUrl()方法，發現其調用了AES加密：
繼續追蹤aes.onEncrypt()函數：
在onEncrypt()函數中調用了encrypt()函數用來加密數據，追蹤encrypt()函數的實現，發現其使用AES算法，并且密鑰硬編碼在java代碼中為“shenzhoucar123123”
到現在請求中的數據加密如何實現的就清晰了，另外由于服務器權限控制不嚴，就可以構造訂單id的請求，達到越權訪問到其他用戶的訂單。
構造{“id”:”11468061”}的請求:
其中uid設置為你自己的uid即可，可以成功看到其他人的訂單:
攻擊者完全可以做到使用其他腳本重新實現相同的加密功能并拼接出各個接口請求，批量的刷取訂單信息和用戶其他信息。
1.3 某酒店APP加簽算法被破解導致一系列風險
某酒店APP和服務器通信時接口采用http通信，數據進行了加密，并且對傳輸參數進行簽名，在服務器端校驗簽名，以檢查傳輸的數據是否被篡改，但是加簽算法和密鑰被逆向分析，可導致加簽機制失效，攻擊者可任意偽造請求包，若結合服務器端的權限控制有漏洞，則可引發越權風險等。
APP和服務器通信的原始包如下圖，可以看到有加簽字段sign：
逆向APP定位到加密算法的邏輯代碼，com.htinns.biz.HttpUtils.class，其實現邏輯為：
原始數據是unSignData，使用RC4算法加密，密鑰為KEY變量所代表的值，加密后的數據為signData，傳輸的數據時的data字段為signData。
加簽字段signd的生成方法是用unsignData拼接時間戳time和resultkey，然后做md5，再進行base64編碼。時間戳保證了每次請求包都不一樣。
sendSign()算法是用c或c++寫的，放入了so庫，其他重要算法都是用java寫的。
可以使用IDA逆向分析so庫，找到sendSign()方法
而烏云漏洞提交者采用的是分析sign和getSign(sign)的數據，做一個算法破解字典。其實還有種方法直接調用此so庫，來生成字典。
簽名破解以后，就可以構造發送給服務器的數據包進行其他方面的安全測試，比如越權、重置密碼等。
0x02 阿里聚安全開發建議
通過以上案例，并總結下自己平時發現密鑰硬編碼的主要形式有：
1、密鑰直接明文存在sharedprefs文件中，這是最不安全的。
2、密鑰直接硬編碼在Java代碼中，這很不安全，dex文件很容易被逆向成java代碼。
3、將密鑰分成不同的幾段，有的存儲在文件中、有的存儲在代碼中，最后將他們拼接起來，可以將整個操作寫的很復雜，這因為還是在java層，逆向者只要花點時間，也很容易被逆向。
4、用ndk開發，將密鑰放在so文件，加密解密操作都在so文件里，這從一定程度上提高了的安全性，擋住了一些逆向者，但是有經驗的逆向者還是會使用IDA破解的。
5、在so文件中不存儲密鑰，so文件中對密鑰進行加解密操作，將密鑰加密后的密鑰命名為其他普通文件，存放在assets目錄下或者其他目錄下，接著在so文件里面添加無關代碼(花指令)，雖然可以增加靜態分析難度，但是可以使用動態調式的方法，追蹤加密解密函數，也可以查找到密鑰內容。
保證密鑰的安全確是件難事，涉及到密鑰分發，存儲，失效回收，APP防反編譯和防調試，還有風險評估。可以說在設備上安全存儲密鑰這個基本無解，只能選擇增大攻擊者的逆向成本，讓攻擊者知難而退。而要是普通開發者的話，做妥善保護密鑰這些事情這需要耗費很大的心血。
產品設計者或者開發者要明白自己的密鑰是做什么用的，重要程度怎么樣，密鑰被逆向出來會造成什么風險，通過評估APP應用的重要程度來選擇相應的技術方案。
參考
神州租車APP客戶端設計缺陷導致的一系列安全問題(算法破解/權限遍歷等)
講解一步步逆向破解華住酒店集團官網APP的http包加密算法以及一系列漏洞打包
http://jaq.alibaba.com/safety?spm=a313e.7837752.1000001.1.zwCPfa
https://www.zhihu.com/question/35136485/answer/84491440
