背景
信息化时代的高速发展，同时也孕育了更多的网络攻击。网银被盗、隐私信息泄露等
无疑成为了广大网民最为关注的问题。几年前，“艳照门”事件的曝光，更是引发了互联网的一阵恐慌。
如今，移动互联网的迅速普及，手机相机的像素也越来越高，我们可以很方便的使用手机拍摄自己感兴趣的东西并上传到朋友圈、微博等。但是，这同时也引入了另外一个问题，拍了这么多东西，总有自己的一些隐私数据是不想对外公开的。于是，各大互联网安全厂商纷纷推出了能在移动设备上加密照片、音乐、视频等文件的应用程序。但是，这些应用真的能有效的保护好用户的隐私数据吗？他们的实现原理又是什么呢？带着这些疑问，今天我们就来分析下“金山隐私保险箱”的实现原理。
测试环境
红米TD版
百度云ROM 正式版V6
金山隐私保险箱1.3Beta2
程序分析
金山隐私保险箱安装完之后，加密一张自己拍的照片。此时，程序会将加密好的文件保存到sd卡的.ksbox目录下，如图1所示。
图1
将.ksbox目录导出到本地，使用sqliteexpert工具打开db.sqlite文件，表结构入图2所示。
图2
根据表结构我们大致可以知道，原始文件名、文件大小、被加密后的文件名等信息。知道了这些基本信息，我们接下来使用APK IDE解包程序，发现金山隐私保险箱自己实现了一个ImageInputStream的类，该派生自InputStream，具体的实现文件为com/ijinshan/mPrivacy/c/j.smali，如图3所示。
图3
使用APK IDE搜索Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j，结果如图4所示。
图4
定位到第一个new-instance的地方，代码如下所示，只截取我们所关注的部分。
# 解码一个inputstream到Bitmap
.method private statica(Ljava/lang/String;I)Landroid/graphics/Bitmap;
.locals 11
.prologue
const/4 v3, 0x1
const/4 v9, -0x1
const/high16 v6,0x3f800000
const/4 v8, 0x0
.line 197
.line 200
:try_start_0
# 新建一个自定义的InputStream对象
new-instance v0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;
# 使用文件初始化InputStream
invoke-direct {v0, p0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;-><init>(Ljava/lang/String;)V
.line 201
invoke-virtual {v0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->available()I
move-result v1
if-ne v1, v9, :cond_0
move-object v0, v8
.line 264
:goto_0
return-object v0
.line 205
:cond_0
# 新建一个BitmapFactory对象
new-instance v1,Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;
invoke-direct {v1},Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;-><init>()V
.line 208
const/4 v2, 0x1
iput-boolean v2, v1,Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;->inJustDecodeBounds:Z
.line 209
const/4 v2, 0x0
# 调用BitmapFactory的decodeStream方法，解码input stream到Bitmap
invoke-static {v0, v2, v1}, Landroid/graphics/BitmapFactory;->decodeStream(Ljava/io/InputStream;Landroid/graphics/Rect;Landroid/graphics/BitmapFactory$Options;)Landroid/graphics/Bitmap;
调用decodeStream函数之后，就会进入我们派生的ImageInputStream类中。该类重写了read方法，主要用来自定义解码算法。我们来看下主要代码：
.method public final read([BII)I
.locals 7
.prologue
const/4 v6, 0x0
const/16 v5, 0x400
.line 61
iget-object v0, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->a:Ljava/io/FileInputStream;
# p2（byteOffset），p3（byteCount）=0x10000
invoke-virtual {v0, p1,p2, p3}, Ljava/io/FileInputStream;->read([BII)I
move-result v0
.line 63
const/4 v1, -0x1
# 判断返回值是否为-1，-1即读到文件末尾
if-ne v0, v1, :cond_0
.line 103
:goto_0
return v0
.line 70
:cond_0
# f保存了已读的字节数
iget-wide v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->f:J
const-wide/16 v3, 0x400
cmp-long v1, v1, v3
# 判断已读的字节数是否大于或等于0x400字节
if-gtz v1, :cond_5
# 第一次读的话，执行如下代码
.line 73
# e是个bool值，判断是否已经解密了前面的0x400字节
iget-boolean v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->e:Z
if-nez v1, :cond_1
# 第一次读取，未解密，执行如下代码
.line 75
iget-object v1, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->c:Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;
# b是个String类型的变量，其中保存了加密后文件的路径，例如/storage/sdcard0/.ksbox/6b2c357d
iget-object v1, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->b:Ljava/lang/String;
# 调用g;->b方法，解密前面0x400字节
invoke-static {v1},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->b(Ljava/lang/String;)[B
move-result-object v1
# 将解密出来的字节数组保存到d变量中
iput-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
.line 76
iget-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
# 判断字节数组是否为空
if-eqz v1, :cond_1
.line 77
const/4 v1, 0x1
# 返回不为空，那么设置变量e为true，即解密成功
iput-boolean v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->e:Z
.line 80
:cond_1
# v0寄存器保存了实际读取到的字节数，p3是想要读取的字节数，即0x10000
if-ge v0, p3, :cond_3
move v1, v0
.line 82
:goto_1
# v2 = byteOffset + 实际读到的字节数
add-int v2, p2, v1
# 如果v2大于0x400，就跳到cond_4
if-gt v2, v5, :cond_4
.line 84
iget-object v2, p0,Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
if-eqz v2, :cond_2
.line 85
# 将前面解密的数据赋给v2寄存器
iget-object v2, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
# v2拷贝到p1，p2为srcOffset，v6是desOffset，v1为拷贝大小
invoke-static {v2, p2, p1,v6, v1}, Ljava/lang/System;->arraycopy(Ljava/lang/Object;ILjava/lang/Object;II)V
.line 100
:cond_2
:goto_2
# 已经读取的字节数
iget-wide v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->f:J
# v0为实际读到的字节数，转成long，保存到v3
int-to-long v3, v0
add-long/2addr v1, v3
# 本次实际读到的字节数 + 以前已经读取的字节数，保存到f变量
iput-wide v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->f:J
goto :goto_0
:cond_3
move v1, p3
.line 80
goto :goto_1
.line 89
:cond_4
if-ge p2, v5, :cond_2
.line 91
iget-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
if-eqz v1, :cond_2
.line 92
iget-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
sub-int v2, v5, p2
# 后面的数据不用解密，直接拷贝即可
invoke-static {v1, p2, p1,v6, v2}, Ljava/lang/System;->arraycopy(Ljava/lang/Object;ILjava/lang/Object;II)V
goto :goto_2
.line 98
# 如果已读的字节数大于0x400，就跳到这里执行
:cond_5
const/4 v1, 0x0
# 清空d变量
iput-object v1, p0, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/j;->d:[B
goto :goto_2
.end method
上面这段smali代码中比较关键的一个调用是invoke-static {v1},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->b(Ljava/lang/String;)[B，我们跟进去看一下。
# 解密文件
# p0: 加密后文件的路径，例如/storage/sdcard0/.ksbox/6b2c357d
.method public static b(Ljava/lang/String;)[B
.locals 2
.prologue
const/4 v1, 0x0
.line 456
:try_start_0
# 判断是否是我们的加密文件，判断文件开头特征等等
invoke-static {p0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->h(Ljava/lang/String;)[B
move-result-object v0
.line 457
if-nez v0, :cond_0
move-object v0, v1
.line 472
:goto_0
return-object v0
.line 461
:cond_0
# 调用b(Ljava/lang/String;I)[B，读取_e文件的内容
invoke-static {p0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->i(Ljava/lang/String;)[B
# v0即为_e文件的内容
move-result-object v0
.line 462
if-eqz v0, :cond_1
.line 464
# 调用解密函数，解密v0
invoke-static {v0},Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->a([B)[B
:try_end_0
.catchLjava/io/IOException; {:try_start_0 .. :try_end_0} :catch_0
move-result-object v0
goto :goto_0
.line 467
:catch_0
move-exception v0
invoke-virtual {v0},Ljava/io/IOException;->printStackTrace()V
:cond_1
move-object v0, v1
.line 472
goto :goto_0
.end method
这里最为关键的是invoke-static{v0}, Lcom/ijinshan/mPrivacy/c/g;->a([B)[B这个调用，a([B)[B这个函数是专门用来解密byte数组的，代码如下所示。
# 解密算法
# buffer[i] = buffer[i] ^ 0x6b;
.method public static a([B)[B
.locals 3
.prologue
.line 264
array-length v0, p0
# 判断传入参数的buffer是不是大于0
.line 266
const/4 v1, 0x0
# 判断v1是否大于buffer的大小
:goto_0
if-ge v1, v0, :cond_0
# 取一个字节保存到v2
.line 267
aget-byte v2, p0, v1
# 与0x6b异或
xor-int/lit8 v2, v2, 0x6b
int-to-byte v2, v2
# 把异或得到的值写回原来的buffer中
aput-byte v2, p0, v1
# v1 + 1
.line 266
add-int/lit8 v1, v1, 0x1
# 继续循环
goto :goto_0
.line 270
:cond_0
return-object p0
.end method
程序分析到这里，我们大致知道了金山隐私保险箱的解密步骤：
1. 从InputStream类中派生自己的类，调用BitmapFactory的decodeStream函数解码文件输入流；
2. 重写InputStream类的read函数，用来实现自己的解密算法；
3. 解密的时候判断如果是前面最开始的0x400字节，那么读取filename_e文件，每个字节异或0x6B，如果是大于0x400字节，那么直接读取filename文件；
4. 按照上面的步骤解密，最后输出的文件即为原始文件。
编写解密程序
既然知道了金山隐私保险箱的解密算法，那么自己实现一个解密程序也就很简单了，大致代码如下所示。
#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>
// szName - 加密文件的文件名
// szOriginName - 原始文件名
BOOL DecodeStream(WCHAR *szName, WCHAR *szOriginName)
{
BOOL bRet = FALSE;
if (!szName ||!szOriginName)
{
return bRet;
}
HANDLE hFile =CreateFile(szName,
FILE_ALL_ACCESS,
FILE_SHARE_READ| FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hFile ==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return bRet;
}
DWORD dwHigh = 0;
DWORD dwSize =GetFileSize(hFile, &dwHigh);
if (dwSize < 0x400)
{
CloseHandle(hFile);
return bRet;
}
PBYTE pBuffer =(PBYTE)malloc(dwSize);
if (pBuffer == NULL)
{
CloseHandle(hFile);
return bRet;
}
memset(pBuffer, 0,dwSize);
HANDLE hSaveFile =CreateFile(szOriginName,
FILE_ALL_ACCESS,
FILE_SHARE_READ| FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
CREATE_ALWAYS,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hSaveFile ==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
CloseHandle(hFile);
free(pBuffer);
return bRet;
}
WCHAR szPath[MAX_PATH]= {0};
wsprintf(szPath,L"%s%s", szName, L"_e");
HANDLE hFile_e =CreateFile(szPath,
FILE_ALL_ACCESS,
FILE_SHARE_READ| FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hFile_e ==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
free(pBuffer);
return bRet;
}
DWORD dwRet = 0;
bRet =ReadFile(hFile_e, pBuffer, 0x400, &dwRet, NULL);
if (!bRet)
{
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
CloseHandle(hFile_e);
free(pBuffer);
return bRet;
}
SetFilePointer(hFile,0x400, NULL, FILE_BEGIN);
bRet = ReadFile(hFile,pBuffer+0x400, dwSize-0x400, &dwRet, NULL);
if (!bRet)
{
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
CloseHandle(hFile_e);
free(pBuffer);
return bRet;
}
for (int i = 0; i <0x400; i++)
{
pBuffer[i] =pBuffer[i] ^ 0x6b;
}
WriteFile(hSaveFile,pBuffer, dwSize, &dwRet, NULL);
CloseHandle(hFile);
CloseHandle(hSaveFile);
CloseHandle(hFile_e);
free(pBuffer);
return bRet;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
DecodeStream(L"C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\98fca88",
L"C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.jpg");
return 0;
}
执行完如上代码之后，图片被解密出来，并且能正常打开。自此，金山隐私保险箱就被我们轻易的攻破了。如图5所示：
图5
后记
分析完金山隐私保险箱之后，我后来又去看了下360隐私保险箱和腾讯手机管家的隐私保险箱，大致的加解密流程都差不多，都只加解密文件开头的0x400字节，只是各自的加密算法不同罢了，但是回过头来想想，既然它们都能把文件还原回去，也就是说这个过程一定是可逆的。
经过上面的分析，目前移动端的隐私保护软件基本上也就只是个心里安慰罢了。在日常生活中，我们还是要自珍自爱，尽量不要把私密的文件保存在移动设备上，也不要去下载来历不明的软件、外挂等。