Дослідники з питань безпеки Жан-Батіст Бедруне та Жан Зігвальд представили, як це зробити, на Hack-in-the-box Amsterdam 2011 .
З тих пір Apple випустила довідковий документ про безпеку iOS
із докладнішими відомостями про ключі та алгоритми, а також Чарлі Міллер та ін. випустили Довідник хакера iOS , який описує дещо з того самого, як це робити. Коли iOS 10 вперше вийшов, відбулися зміни у форматі резервної копії, які Apple спочатку не оприлюднювала, але різні люди змінили формат формату заново .
Зашифровані резервні копії чудові
Чудова річ у зашифрованих резервних копіях iPhone полягає в тому, що вони містять такі речі, як паролі WiFi, яких немає у звичайних незашифрованих резервних копіях. Як обговорювалося в Документі безпеки iOS , зашифровані резервні копії вважаються більш "безпечними", тому Apple вважає нормальним включати в них більш конфіденційну інформацію.
Важливе попередження: очевидно, дешифрування резервної копії пристрою iOS видаляє його шифрування. Для захисту вашої конфіденційності та безпеки слід запускати ці сценарії лише на машині з повнодисковим шифруванням. Хоча експерт із безпеки може писати програмне забезпечення, яке захищає ключі в пам'яті, наприклад, використовуючи такі функції, як VirtualLock()і
SecureZeroMemory()серед іншого, ці скрипти Python зберігатимуть ваші ключі шифрування та паролі у рядках, які збиратиме сміття Python. Це означає, що ваші секретні ключі та паролі деякий час житимуть в оперативній пам'яті, звідки вони потраплять у ваш файл підкачки та на ваш диск, де супротивник може їх відновити. Це повністю перемагає сенс мати зашифровану резервну копію.
Як розшифрувати резервні копії: теоретично
IOS Security Whitepaper пояснює основні концепції кожного файлу ключів, класів захисту, ключі класу захисту, і keybags краще , ніж я можу. Якщо ви ще не знайомі з ними, знайдіть кілька хвилин, щоб прочитати відповідні частини.
Тепер ви знаєте, що кожен файл в iOS зашифрований власним випадковим ключем шифрування для кожного файлу, належить до класу захисту, а ключі шифрування для кожного файлу зберігаються в метаданих файлової системи, загорнуті в ключ класу захисту.
Щоб розшифрувати:
Розшифруйте мішок ключів, що зберігається в BackupKeyBagзаписі
Manifest.plist. Огляд цієї структури на високому рівні подано в технічному документі . IPhone вика
описує бінарний формат: 4-байтовий типу рядка поле, тупоконечников поле довжини 4 байта, а потім саме значення.
Важливими значеннями є дії PBKDF2 ITERі SALT, кількість подвійного захисту DPSLта кількість ітерацій DPIC, а потім для кожного захисту CLS- WPKYзагорнутий ключ.
За допомогою пароля резервної копії виведіть 32-байтовий ключ, використовуючи правильну сіль PBKDF2 та кількість ітерацій. Спочатку використовуйте раунд SHA256 з DPSLі
DPIC, потім раунд SHA1 з ITERі SALT.
Розгорніть кожен загорнутий ключ відповідно до
RFC 3394 .
Розшифрувати маніфест бази даних, потягнувши клас захисту 4-байтовой і довший ключ від ManifestKeyдюйма Manifest.plist, і розгортає його. Тепер у вас є база даних SQLite з усіма метаданими файлів.
Для кожного цікавого файлу отримайте зашифрований за класом ключ шифрування для кожного файлу та код класу захисту, шукаючи у Files.fileстовпці бази даних двійковий список, що містить EncryptionKeyта
ProtectionClassзаписи. Зачистіть початковий чотирибайтовий тег довжини
EncryptionKeyперед використанням.
Потім виведіть остаточний ключ дешифрування, розгорнувши його за допомогою ключа класу, який було розгорнуто за допомогою пароля резервної копії. Потім розшифруйте файл за допомогою AES у режимі CBC з нульовим коефіцієнтом введення.
Як розшифрувати резервні копії: на практиці
Спочатку вам знадобляться деякі бібліотечні залежності. Якщо ви використовуєте mac, використовуючи Python 2.7 або 3.7, встановлений у саморобнику, ви можете встановити залежності за допомогою:
CFLAGS="-I$(brew --prefix)/opt/openssl/include" \
LDFLAGS="-L$(brew --prefix)/opt/openssl/lib" \
pip install biplist fastpbkdf2 pycrypto
У запущеній формі вихідного коду ось як розшифрувати один файл налаштувань із зашифрованої резервної копії iPhone:
from __future__ import print_function
from __future__ import division
import argparse
import getpass
import os.path
import pprint
import random
import shutil
import sqlite3
import string
import struct
import tempfile
from binascii import hexlify
import Crypto.Cipher.AES
import biplist
import fastpbkdf2
from biplist import InvalidPlistException
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('
default='testdata/encrypted')
parser.add_argument('
help="""\
Keeps password from being visible in system process list.
Typical use: --password-pipe=<(echo -n foo)
""")
parser.add_argument('--no-anonymize-output', dest='anonymize',
action='store_false')
args = parser.parse_args()
global ANONYMIZE_OUTPUT
ANONYMIZE_OUTPUT = args.anonymize
if ANONYMIZE_OUTPUT:
print('Warning: All output keys are FAKE to protect your privacy')
manifest_file = os.path.join(args.backup_directory, 'Manifest.plist')
with open(manifest_file, 'rb') as infile:
manifest_plist = biplist.readPlist(infile)
keybag = Keybag(manifest_plist['BackupKeyBag'])
keybag.printClassKeys()
if args.password_pipe:
password = readpipe(args.password_pipe)
if password.endswith(b'\n'):
password = password[:-1]
else:
password = getpass.getpass('Backup password: ').encode('utf-8')
if not keybag.unlockWithPasscode(password):
raise Exception('Could not unlock keybag; bad password?')
keybag.printClassKeys()
manifest_key = manifest_plist['ManifestKey'][4:]
with open(os.path.join(args.backup_directory, 'Manifest.db'), 'rb') as db:
encrypted_db = db.read()
manifest_class = struct.unpack('<l', manifest_plist['ManifestKey'][:4])[0]
key = keybag.unwrapKeyForClass(manifest_class, manifest_key)
decrypted_data = AESdecryptCBC(encrypted_db, key)
temp_dir = tempfile.mkdtemp()
try:
db_filename = os.path.join(temp_dir, 'db.sqlite3')
with open(db_filename, 'wb') as db_file:
db_file.write(decrypted_data)
conn = sqlite3.connect(db_filename)
conn.row_factory = sqlite3.Row
c = conn.cursor()
c.execute("""
SELECT fileID, domain, relativePath, file
FROM Files
WHERE relativePath LIKE 'Media/PhotoData/MISC/DCIM_APPLE.plist'
ORDER BY domain, relativePath""")
results = c.fetchall()
finally:
shutil.rmtree(temp_dir)
for item in results:
fileID, domain, relativePath, file_bplist = item
plist = biplist.readPlistFromString(file_bplist)
file_data = plist['$objects'][plist['$top']['root'].integer]
size = file_data['Size']
protection_class = file_data['ProtectionClass']
encryption_key = plist['$objects'][
file_data['EncryptionKey'].integer]['NS.data'][4:]
backup_filename = os.path.join(args.backup_directory,
fileID[:2], fileID)
with open(backup_filename, 'rb') as infile:
data = infile.read()
key = keybag.unwrapKeyForClass(protection_class, encryption_key)
decrypted_data = AESdecryptCBC(data, key)[:size]
print('== decrypted data:')
print(wrap(decrypted_data))
print()
print('== pretty-printed plist')
pprint.pprint(biplist.readPlistFromString(decrypted_data))
CLASSKEY_TAGS = [b"CLAS",b"WRAP",b"WPKY", b"KTYP", b"PBKY"]
KEYBAG_TYPES = ["System", "Backup", "Escrow", "OTA (icloud)"]
KEY_TYPES = ["AES", "Curve25519"]
PROTECTION_CLASSES={
1:"NSFileProtectionComplete",
2:"NSFileProtectionCompleteUnlessOpen",
3:"NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication",
4:"NSFileProtectionNone",
5:"NSFileProtectionRecovery?",
6: "kSecAttrAccessibleWhenUnlocked",
7: "kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock",
8: "kSecAttrAccessibleAlways",
9: "kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly",
10: "kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly",
11: "kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly"
}
WRAP_DEVICE = 1
WRAP_PASSCODE = 2
class Keybag(object):
def __init__(self, data):
self.type = None
self.uuid = None
self.wrap = None
self.deviceKey = None
self.attrs = {}
self.classKeys = {}
self.KeyBagKeys = None
self.parseBinaryBlob(data)
def parseBinaryBlob(self, data):
currentClassKey = None
for tag, data in loopTLVBlocks(data):
if len(data) == 4:
data = struct.unpack(">L", data)[0]
if tag == b"TYPE":
self.type = data
if self.type > 3:
print("FAIL: keybag type > 3 : %d" % self.type)
elif tag == b"UUID" and self.uuid is None:
self.uuid = data
elif tag == b"WRAP" and self.wrap is None:
self.wrap = data
elif tag == b"UUID":
if currentClassKey:
self.classKeys[currentClassKey[b"CLAS"]] = currentClassKey
currentClassKey = {b"UUID": data}
elif tag in CLASSKEY_TAGS:
currentClassKey[tag] = data
else:
self.attrs[tag] = data
if currentClassKey:
self.classKeys[currentClassKey[b"CLAS"]] = currentClassKey
def unlockWithPasscode(self, passcode):
passcode1 = fastpbkdf2.pbkdf2_hmac('sha256', passcode,
self.attrs[b"DPSL"],
self.attrs[b"DPIC"], 32)
passcode_key = fastpbkdf2.pbkdf2_hmac('sha1', passcode1,
self.attrs[b"SALT"],
self.attrs[b"ITER"], 32)
print('== Passcode key')
print(anonymize(hexlify(passcode_key)))
for classkey in self.classKeys.values():
if b"WPKY" not in classkey:
continue
k = classkey[b"WPKY"]
if classkey[b"WRAP"] & WRAP_PASSCODE:
k = AESUnwrap(passcode_key, classkey[b"WPKY"])
if not k:
return False
classkey[b"KEY"] = k
return True
def unwrapKeyForClass(self, protection_class, persistent_key):
ck = self.classKeys[protection_class][b"KEY"]
if len(persistent_key) != 0x28:
raise Exception("Invalid key length")
return AESUnwrap(ck, persistent_key)
def printClassKeys(self):
print("== Keybag")
print("Keybag type: %s keybag (%d)" % (KEYBAG_TYPES[self.type], self.type))
print("Keybag version: %d" % self.attrs[b"VERS"])
print("Keybag UUID: %s" % anonymize(hexlify(self.uuid)))
print("-"*209)
print("".join(["Class".ljust(53),
"WRAP".ljust(5),
"Type".ljust(11),
"Key".ljust(65),
"WPKY".ljust(65),
"Public key"]))
print("-"*208)
for k, ck in self.classKeys.items():
if k == 6:print("")
print("".join(
[PROTECTION_CLASSES.get(k).ljust(53),
str(ck.get(b"WRAP","")).ljust(5),
KEY_TYPES[ck.get(b"KTYP",0)].ljust(11),
anonymize(hexlify(ck.get(b"KEY", b""))).ljust(65),
anonymize(hexlify(ck.get(b"WPKY", b""))).ljust(65),
]))
print()
def loopTLVBlocks(blob):
i = 0
while i + 8 <= len(blob):
tag = blob[i:i+4]
length = struct.unpack(">L",blob[i+4:i+8])[0]
data = blob[i+8:i+8+length]
yield (tag,data)
i += 8 + length
def unpack64bit(s):
return struct.unpack(">Q",s)[0]
def pack64bit(s):
return struct.pack(">Q",s)
def AESUnwrap(kek, wrapped):
C = []
for i in range(len(wrapped)//8):
C.append(unpack64bit(wrapped[i*8:i*8+8]))
n = len(C) - 1
R = [0] * (n+1)
A = C[0]
for i in range(1,n+1):
R[i] = C[i]
for j in reversed(range(0,6)):
for i in reversed(range(1,n+1)):
todec = pack64bit(A ^ (n*j+i))
todec += pack64bit(R[i])
B = Crypto.Cipher.AES.new(kek).decrypt(todec)
A = unpack64bit(B[:8])
R[i] = unpack64bit(B[8:])
if A != 0xa6a6a6a6a6a6a6a6:
return None
res = b"".join(map(pack64bit, R[1:]))
return res
ZEROIV = "\x00"*16
def AESdecryptCBC(data, key, iv=ZEROIV, padding=False):
if len(data) % 16:
print("AESdecryptCBC: data length not /16, truncating")
data = data[0:(len(data)/16) * 16]
data = Crypto.Cipher.AES.new(key, Crypto.Cipher.AES.MODE_CBC, iv).decrypt(data)
if padding:
return removePadding(16, data)
return data
anon_random = random.Random(0)
memo = {}
def anonymize(s):
if type(s) == str:
s = s.encode('utf-8')
global anon_random, memo
if ANONYMIZE_OUTPUT:
if s in memo:
return memo[s]
possible_alphabets = [
string.digits,
string.digits + 'abcdef',
string.ascii_letters,
"".join(chr(x) for x in range(0, 256)),
]
for a in possible_alphabets:
if all((chr(c) if type(c) == int else c) in a for c in s):
alphabet = a
break
ret = "".join([anon_random.choice(alphabet) for i in range(len(s))])
memo[s] = ret
return ret
else:
return s
def wrap(s, width=78):
"Return a width-wrapped repr(s)-like string without breaking on \’s"
s = repr(s)
quote = s[0]
s = s[1:-1]
ret = []
while len(s):
i = s.rfind('\\', 0, width)
if i <= width - 4:
i = width
ret.append(s[:i])
s = s[i:]
return '\n'.join("%s%s%s" % (quote, line ,quote) for line in ret)
def readpipe(path):
if stat.S_ISFIFO(os.stat(path).st_mode):
with open(path, 'rb') as pipe:
return pipe.read()
else:
raise Exception("Not a pipe: {!r}".format(path))
if __name__ == '__main__':
main()
Що потім друкує цей результат:
Warning: All output keys are FAKE to protect your privacy
== Keybag
Keybag type: Backup keybag (1)
Keybag version: 3
Keybag UUID: dc6486c479e84c94efce4bea7169ef7d
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Class WRAP Type Key WPKY Public key
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
NSFileProtectionComplete 2 AES 4c80b6da07d35d393fc7158e18b8d8f9979694329a71ceedee86b4cde9f97afec197ad3b13c5d12b
NSFileProtectionCompleteUnlessOpen 2 AES 09e8a0a9965f00f213ce06143a52801f35bde2af0ad54972769845d480b5043f545fa9b66a0353a6
NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication 2 AES e966b6a0742878ce747cec3fa1bf6a53b0d811ad4f1d6147cd28a5d400a8ffe0bbabea5839025cb5
NSFileProtectionNone 2 AES 902f46847302816561e7df57b64beea6fa11b0068779a65f4c651dbe7a1630f323682ff26ae7e577
NSFileProtectionRecovery? 3 AES a3935fed024cd9bc11d0300d522af8e89accfbe389d7c69dca02841df46c0a24d0067dba2f696072
kSecAttrAccessibleWhenUnlocked 2 AES 09a1856c7e97a51a9c2ecedac8c3c7c7c10e7efa931decb64169ee61cb07a0efb115050fd1e33af1
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock 2 AES 0509d215f2f574efa2f192efc53c460201168b26a175f066b5347fc48bc76c637e27a730b904ca82
kSecAttrAccessibleAlways 2 AES b7ac3c4f1e04896144ce90c4583e26489a86a6cc45a2b692a5767b5a04b0907e081daba009fdbb3c
kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly 3 AES 417526e67b82e7c6c633f9063120a299b84e57a8ffee97b34020a2caf6e751ec5750053833ab4d45
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly 3 AES b0e17b0cf7111c6e716cd0272de5684834798431c1b34bab8d1a1b5aba3d38a3a42c859026f81ccc
kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly 3 AES 9b3bdc59ae1d85703aa7f75d49bdc600bf57ba4a458b20a003a10f6e36525fb6648ba70e6602d8b2
== Passcode key
ee34f5bb635830d698074b1e3e268059c590973b0f1138f1954a2a4e1069e612
== Keybag
Keybag type: Backup keybag (1)
Keybag version: 3
Keybag UUID: dc6486c479e84c94efce4bea7169ef7d
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Class WRAP Type Key WPKY Public key
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
NSFileProtectionComplete 2 AES 64e8fc94a7b670b0a9c4a385ff395fe9ba5ee5b0d9f5a5c9f0202ef7fdcb386f 4c80b6da07d35d393fc7158e18b8d8f9979694329a71ceedee86b4cde9f97afec197ad3b13c5d12b
NSFileProtectionCompleteUnlessOpen 2 AES 22a218c9c446fbf88f3ccdc2ae95f869c308faaa7b3e4fe17b78cbf2eeaf4ec9 09e8a0a9965f00f213ce06143a52801f35bde2af0ad54972769845d480b5043f545fa9b66a0353a6
NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication 2 AES 1004c6ca6e07d2b507809503180edf5efc4a9640227ac0d08baf5918d34b44ef e966b6a0742878ce747cec3fa1bf6a53b0d811ad4f1d6147cd28a5d400a8ffe0bbabea5839025cb5
NSFileProtectionNone 2 AES 2e809a0cd1a73725a788d5d1657d8fd150b0e360460cb5d105eca9c60c365152 902f46847302816561e7df57b64beea6fa11b0068779a65f4c651dbe7a1630f323682ff26ae7e577
NSFileProtectionRecovery? 3 AES 9a078d710dcd4a1d5f70ea4062822ea3e9f7ea034233e7e290e06cf0d80c19ca a3935fed024cd9bc11d0300d522af8e89accfbe389d7c69dca02841df46c0a24d0067dba2f696072
kSecAttrAccessibleWhenUnlocked 2 AES 606e5328816af66736a69dfe5097305cf1e0b06d6eb92569f48e5acac3f294a4 09a1856c7e97a51a9c2ecedac8c3c7c7c10e7efa931decb64169ee61cb07a0efb115050fd1e33af1
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock 2 AES 6a4b5292661bac882338d5ebb51fd6de585befb4ef5f8ffda209be8ba3af1b96 0509d215f2f574efa2f192efc53c460201168b26a175f066b5347fc48bc76c637e27a730b904ca82
kSecAttrAccessibleAlways 2 AES c0ed717947ce8d1de2dde893b6026e9ee1958771d7a7282dd2116f84312c2dd2 b7ac3c4f1e04896144ce90c4583e26489a86a6cc45a2b692a5767b5a04b0907e081daba009fdbb3c
kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly 3 AES 80d8c7be8d5103d437f8519356c3eb7e562c687a5e656cfd747532f71668ff99 417526e67b82e7c6c633f9063120a299b84e57a8ffee97b34020a2caf6e751ec5750053833ab4d45
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly 3 AES a875a15e3ff901351c5306019e3b30ed123e6c66c949bdaa91fb4b9a69a3811e b0e17b0cf7111c6e716cd0272de5684834798431c1b34bab8d1a1b5aba3d38a3a42c859026f81ccc
kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly 3 AES 1e7756695d337e0b06c764734a9ef8148af20dcc7a636ccfea8b2eb96a9e9373 9b3bdc59ae1d85703aa7f75d49bdc600bf57ba4a458b20a003a10f6e36525fb6648ba70e6602d8b2
== decrypted data:
'<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>\n<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD '
'PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">\n<plist versi'
'on="1.0">\n<dict>\n\t<key>DCIMLastDirectoryNumber</key>\n\t<integer>100</integ'
'er>\n\t<key>DCIMLastFileNumber</key>\n\t<integer>3</integer>\n</dict>\n</plist'
'>\n'
== pretty-printed plist
{'DCIMLastDirectoryNumber': 100, 'DCIMLastFileNumber': 3}
Додатковий кредит
Код захисту iphone-даних, розміщений Бедруном та Зігвальдом, може розшифрувати брелок із резервної копії, включаючи такі цікаві речі, як збережений wifi та паролі веб-сайтів:
$ python iphone-dataprotection/python_scripts/keychain_tool.py ...
--------------------------------------------------------------------------------------
| Passwords |
--------------------------------------------------------------------------------------
|Service |Account |Data |Access group |Protection class|
--------------------------------------------------------------------------------------
|AirPort |Ed’s Coffee Shop |<3FrenchRoast |apple |AfterFirstUnlock|
...
Цей код більше не працює на резервних копіях з телефонів, що використовують останню версію iOS, але є деякі порти golang , які постійно оновлюються, дозволяючи отримати доступ до брелока .