Исследователи безопасности Жан-Батист Бедрун и Жан Сигвальд представили, как это сделать, на Hack-in-the-box Amsterdam 2011 .
С тех пор Apple выпустила технический документ по безопасности iOS
с более подробной информацией о ключах и алгоритмах, а Чарли Миллер и др. выпустили руководство iOS Hacker's Handbook , в котором рассматриваются некоторые из тех же вопросов в виде практических рекомендаций. Когда впервые вышла iOS 10, в формат резервного копирования были внесены изменения, которые Apple сначала не публиковала, но разные люди перепроектировали изменения формата .
Зашифрованные резервные копии великолепны
Самое замечательное в зашифрованных резервных копиях iPhone заключается в том, что они содержат такие вещи, как пароли WiFi, которых нет в обычных незашифрованных резервных копиях. Как обсуждалось в техническом документе по безопасности iOS , зашифрованные резервные копии считаются более «безопасными», поэтому Apple считает правильным включать в них более конфиденциальную информацию.
Важное предупреждение: очевидно, что расшифровка резервной копии вашего устройства iOS удаляет ее шифрование. Чтобы защитить вашу конфиденциальность и безопасность, вы должны запускать эти сценарии только на машине с полным шифрованием диска. Хотя эксперт по безопасности может написать программное обеспечение, которое защищает ключи в памяти, например, используя такие функции VirtualLock()и
SecureZeroMemory()многое другое, эти сценарии Python будут хранить ваши ключи шифрования и пароли в строках, которые будут собираться Python для сбора мусора. Это означает, что ваши секретные ключи и пароли какое-то время будут храниться в ОЗУ, откуда они попадут в ваш файл подкачки и на ваш диск, где злоумышленник сможет их восстановить. Это полностью лишает смысла иметь зашифрованную резервную копию.
Как расшифровать резервные копии: в теории
IOS Security Whitepaper объясняет основные концепции каждого файла ключей, классов защиты, ключи класса защиты, и keybags лучше , чем я могу. Если вы еще не знакомы с ними, найдите несколько минут, чтобы прочитать соответствующие части.
Теперь вы знаете, что каждый файл в iOS зашифрован своим собственным случайным ключом шифрования для каждого файла, принадлежит к классу защиты, а ключи шифрования для каждого файла хранятся в метаданных файловой системы, заключенных в ключ класса защиты.
Чтобы расшифровать:
Расшифруйте сумку с ключами, хранящуюся в BackupKeyBagзаписи
Manifest.plist. Общий обзор этой структуры дан в техническом документе . В iPhone Wiki
описан двоичный формат: 4-байтовое поле строкового типа, 4-байтовое поле длины с прямым порядком байтов, а затем само значение.
Важные значения являются PBKDF2 ITERations и SALT, соль двойной защиты DPSLи итерация рассчитывать DPIC, а затем для каждой защиты CLS, на WPKYобернутом ключе.
Используя резервный пароль, получите 32-байтовый ключ, используя правильную соль PBKDF2 и количество итераций. Сначала используйте раунд SHA256 с DPSLи
DPIC, затем раунд SHA1 с ITERи SALT.
Разверните каждый завернутый ключ в соответствии с
RFC 3394 .
Расшифровать манифест базы данных, потянув класс защиты 4-байтовой и более длинный ключ от ManifestKeyдюйма Manifest.plist, и разворачивает его. Теперь у вас есть база данных SQLite со всеми метаданными файлов.
Для каждого файла , представляющего интереса, получить для каждого файла шифрование коды ключа и класс защиты класса шифруется , глядя в Files.fileстолбце базы данных для бинарного PLIST , содержащего EncryptionKeyи
ProtectionClassзаписей. Удалите исходный тег длиной четыре байта
EncryptionKeyперед использованием.
Затем получите окончательный ключ дешифрования, развернув его с помощью ключа класса, который был развернут с резервным паролем. Затем расшифруйте файл с помощью AES в режиме CBC с нулевым IV.
Как расшифровать резервные копии: на практике
Сначала вам понадобятся некоторые зависимости библиотеки. Если вы используете Mac с установленным самодельным Python 2.7 или 3.7, вы можете установить зависимости с помощью:
CFLAGS="-I$(brew --prefix)/opt/openssl/include" \
LDFLAGS="-L$(brew --prefix)/opt/openssl/lib" \
pip install biplist fastpbkdf2 pycrypto
Вот как расшифровать отдельный файл настроек из зашифрованной резервной копии iPhone в форме исполняемого исходного кода:
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('--backup-directory', dest='backup_directory',
default='testdata/encrypted')
parser.add_argument('--password-pipe', dest='password_pipe',
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()
Что затем распечатывает этот вывод:
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}
Дополнительный кредит
Код защиты данных iphone, опубликованный Бедруном и Зигвальдом, может расшифровать связку ключей из резервной копии, включая такие забавные вещи, как сохраненные пароли Wi-Fi и веб-сайтов:
$ python iphone-dataprotection/python_scripts/keychain_tool.py ...
--------------------------------------------------------------------------------------
| Passwords |
--------------------------------------------------------------------------------------
|Service |Account |Data |Access group |Protection class|
--------------------------------------------------------------------------------------
|AirPort |Ed’s Coffee Shop |<3FrenchRoast |apple |AfterFirstUnlock|
...
Этот код больше не работает с резервными копиями с телефонов с последней версией iOS, но есть некоторые порты golang , которые были обновлены, что позволяет получить доступ к связке ключей .