《安卓逆向这档事》九、密码学基础、算法自吐、非标准加密对抗

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转载自吾爱破/解精华帖正已手下的文章 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: 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文: 复制代码 隐藏代码 5ZC+54ix56C06Kej6K665Z2b 逻辑实现: 复制代码 隐藏代码 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： 复制代码 隐藏代码 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 & 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: 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文: 复制代码 隐藏代码 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) 复制代码 隐藏代码 // 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: 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文: 复制代码 隐藏代码 \u543E\u7231\u7834\u89E3\u8BBA\u575B 逻辑实现: 复制代码 隐藏代码 // 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： 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文： 复制代码 隐藏代码 byte[] byteArray = new byte[]{-27,-112,-66,-25,-120,-79,-25,-96,-76,-24,-89,-93,-24,-82,-70,-27,-99,-101};   复制代码 隐藏代码 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: 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文: 复制代码 隐藏代码 0bc50e2bf301b3f7c4309a9f4c9b19b2 逻辑实现: 复制代码 隐藏代码     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: 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文: 复制代码 隐藏代码 VPPMeI+jgyAtCYeM+VvamDapwXp+n4Q/oUHULimyLA4= 逻辑实现: 复制代码 隐藏代码 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: 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文: 复制代码 隐藏代码 QJBizO9/gNXe+fmKsWwHrkXExXultVO2 逻辑实现: 复制代码 隐藏代码 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: 复制代码 隐藏代码 吾爱破/解论坛 密文: 复制代码 隐藏代码 bLZtNVaHFLeKnQDG79KzOuvPa1HwGvcKX5fJfWR09g0HsAzM7NX7pcOzDp46UL4vOP/n1/DKxYpxxA8CjfxDdR8mNb4I3eNDq7oRZzQmDYKK+98uMuDc0+3utMuhojSdTe3cC6bWy66xcyV9LgX0Cau0sIDzBk9c7by6VCwj7xs= 逻辑实现: 复制代码 隐藏代码 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       *       * home.php?mod=space&uid=952169 key 需要编码的字节数组       * home.php?mod=space&uid=155549 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       *       * home.php?mod=space&uid=952169 key 待解码的字符串       * home.php?mod=space&uid=155549 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