[转载]Android应用安全之数据传输安全 - bamb00 - 博客园

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[转载]Android应用安全之数据传输安全 – bamb00 – 博客园.

Android软件通常使用WIFI网络与服务器进行通信。WiFi并非总是可靠的,例如,开放式网络或弱加密网络中,接入者可以监听网络流量;攻击者可能 自己设置WIFI网络钓鱼。此外,在获得root权限后,还可以在Android系统中监听网络数据。

不加密地明文传输敏感数据

最危险的是直接使用HTTP协议登录账户或交换数据。例如,攻击者在自己设置的钓鱼网络中配置DNS服务器,将软件要连接的服务器域名解析至攻击者的另一台服务器在,这台服务器就可以获得用户登录信息,或者充当客户端与原服务器的中间人,转发双方数据。

早期,国外一些著名社交网站的Android客户端的登录会话没有加密,后来出现了黑客工具FaceNiff,专门嗅探这些会话并进行劫持(它甚至支持在WEP、WPA、WPA2加密的WIFI网络上展开攻击),这是目前我所知的唯一一个公开攻击移动软件漏洞的案例。

这类问题的解决方法很显然—–对敏感数据采用基于SSL/TLS的HTTPS进行传输。

SSL通信不检查证书有效性

在SSL/TLS通信中,客户端通过数字证书判断服务器是否可信,并采用证书的公钥与服务器进行加密通信。

然而,开发人员在开发过程中为了解决ssl证书报错的问题(使用了自己生成了证书后,客户端发现证书无法与系统可信根CA形成信任链,出现了CertificateException等异常),会在客户端代码中采用信任客户端中所有证书的方式:

public static HttpClient getWapHttpClient() {

try {

KeyStore trustStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());

trustStore.load(null, null);

SSLSocketFactory sf = new MySSLSocketFactory(trustStore);

sf.setHostnameVerifier(SSLSocketFactory.ALLOW_ALL_HOSTNAME_VERIFIER);

//此处信任手机中的所有证书,包括用户安装的第三方证书

HttpParams params = new BasicHttpParams();

HttpProtocolParams.setVersion(params, HttpVersion.HTTP_1_1);

HttpProtocolParams.setContentCharset(params, HTTP.UTF_8);

SchemeRegistry registry = new SchemeRegistry();

registry.register(new Scheme(“http”, PlainSocketFactory.getSocketFactory(), 80));

registry.register(new Scheme(“https”, sf, 443));

ClientConnectionManager ccm = new ThreadSafeClientConnManager(params, registry);

return new DefaultHttpClient(ccm, params);

} catch (Exception e) {

return new DefaultHttpClient();

}

}

而在客户端中覆盖google默认的证书检查机制(X509TrustManager),并且在代码中无任何校验SSL证书有效性相关代码:

public class MySSLSocketFactory extends SSLSocketFactory {

SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance(“TLS”);

public MySSLSocketFactory(KeyStore truststore) throws NoSuchAlgorithmException, KeyManagementException, KeyStoreException, UnrecoverableKeyException {

super(truststore);

TrustManager tm = new X509TrustManager() {

public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException {

}

//客户端并未对SSL证书的有效性进行校验,并且使用了自定义方法的方式覆盖android自带的校验方法

public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException {

}

public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {

return null;

}

};

sslContext.init(null, new TrustManager[] { tm }, null);

}
}

如果用户手机中安装了一个恶意证书,那么就可以通过中间人攻击的方式进行窃听用户通信以及修改request或者response中的数据。

在钓鱼Wifi网络中,同样地,攻击者可以通过设置DNS服务器使客户端与指定的服务器进行通信。攻击者在服务器上部署另一个证书,在会话建立 阶段,客户端会收到这张证书,如果客户端忽略这个证书上的异常,或者接受这个证书,就会成功建立会话、开始加密通信。但攻击者拥有私钥,因此可以解密得到 客户端发来数据的明文。攻击者还可以模拟客户端,与真正的服务器联系,充当中间人做监听。

手机应用中间人攻击过程:

1 客户端在启动时,传输数据之前需要客户端与服务端之间进行一次握手,在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。

2 中间人在此过程中将客户端请求服务器的握手信息拦截后,模拟客户端请求给服务器(将自己支持的一套加密规则发送给服务器),服务器会从中选出一组加密算法 与HASH算法,并将自己的身份信息以证书的形式发回给客户端。证书里面包含了网站地址,加密公钥,以及证书的颁发机构等信息。

3 而此时中间人会拦截下服务端返回给客户端的证书信息,并替换成自己的证书信息。

4 客户端得到中间人的response后,会选择以中间人的证书进行加密数据传输。

5 中间人在得到客户端的请求数据后,以自己的证书进行解密。

6 在经过窃听或者是修改请求数据后,再模拟客户端加密请求数据传给服务端。就此完成整个中间人攻击的过程。

防护办法:

使用CA机构颁发证书的方式可行,但是如果与实际情况相结合来看的话,时间和成本太高,所以目前很少有用此办法来做。由于手机应用服务器其实是固定的,所以证书也是固定的,可以使用“证书或公钥锁定”的办法来防护证书有效性未作验证的问题。

具体实现:

1 公钥锁定

将证书公钥写入客户端apk中,https通信时检查服务端传输时证书公钥与apk中是否一致(实现X509TrustManager接口)

public final class PubKeyManager implements X509TrustManager{
private static String PUB_KEY = "30820122300d06092a864886f70d0101" + "0105000382010f003082010a0282010100b35ea8adaf4cb6db86068a836f3c85" +"5a545b1f0cc8afb19e38213bac4d55c3f2f19df6dee82ead67f70a990131b6bc" + "ac1a9116acc883862f00593199df19ce027c8eaaae8e3121f7f329219464e657" +"2cbf66e8e229eac2992dd795c4f23df0fe72b6ceef457eba0b9029619e0395b8" + "609851849dd6214589a2ceba4f7a7dcceb7ab2a6b60c27c69317bd7ab2135f50" +"c6317e5dbfb9d1e55936e4109b7b911450c746fe0d5d07165b6b23ada7700b00" + "33238c858ad179a82459c4718019c111b4ef7be53e5972e06ca68a112406da38" + "cf60d2f4fda4d1cd52f1da9fd6104d91a34455cd7b328b02525320a35253147b" + "e0b7a5bc860966dc84f10d723ce7eed5430203010001";

//锁定证书公钥在apk中

public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException

{

if (chain == null) {

throw new IllegalArgumentException("checkServerTrusted: X509Certificate array is null");

}

if (!(chain.length > 0)) {

throw new IllegalArgumentException("checkServerTrusted: X509Certificate is empty");

}

if (!(null != authType && authType.equalsIgnoreCase("RSA"))) {

throw new CertificateException("checkServerTrusted: AuthType is not RSA");

}

// Perform customary SSL/TLS checks

try {

TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("X509");

tmf.init((KeyStore) null);

for (TrustManager trustManager : tmf.getTrustManagers()) {

((X509TrustManager) trustManager).checkServerTrusted(chain, authType);

}

} catch (Exception e) {

throw new CertificateException(e);

}

// Hack ahead: BigInteger and toString(). We know a DER encoded Public Key begins

// with 0×30 (ASN.1 SEQUENCE and CONSTRUCTED), so there is no leading 0×00 to drop.

RSAPublicKey pubkey = (RSAPublicKey) chain[0].getPublicKey();

String encoded = new BigInteger(1 /* positive */, pubkey.getEncoded()).toString(16);

// Pin it!

final boolean expected = PUB_KEY.equalsIgnoreCase(encoded);

if (!expected) {

throw new CertificateException("checkServerTrusted: Expected public key: " + PUB_KEY + ", got public key:" + encoded);

}

}

}

2 证书锁定:

为客户端颁发公钥证书存放在手机客户端中(使用keystore),在https通信时,在客户端代码中固定去取证书信息,不是从服务端中获取

关于证书或公钥锁定技术可参考下面链接:

https://www.owasp.org/index.php/Certificate_and_Public_Key_Pinning

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