要分析抓包的技術(shù)首先要介紹數(shù)字證書是什么辽社，一切的抓包手段都是圍繞數(shù)字證書做文章

數(shù)字證書

TLS 握手的作用之一是身份認證，被驗證的一方需要提供一個身份證明钾恢，在 HTTPS 的世界里手素，這個身份證明就是 TLS 證書鸳址，或者稱為數(shù)字證書

JDK 中用 java.security.cert.X509Certificate 來表示一個證書，它繼承自抽象類 java.scurity.cert.Certificate泉懦，通過 X509Certificate 我們可以獲取證書的信息,例如x509Certificate.getSubjectDN().getName()

數(shù)字證書構(gòu)成.png

x509Certificate.getSubjectDN().getName()獲取到的是證書的Subject's Name的信息即證書擁有者稿黍，內(nèi)容是一組符合 X.500 規(guī)范的 DN（Distinguished Name）

CN=*,OU=IT Department,O=China Merchants Bank Co., Ltd,L=Shenzhen,C=CN

這是從我們證書中獲取到的信息，DN的屬性含義如圖所示

DN參數(shù)

通過命令openssl x509 -in base64.cer –text 查看證書信息崩哩，輸出如圖所示
可以看出巡球，一個 Certificate 由 Data 和 Signature 兩部分組成。其中 Data 包含的內(nèi)容有：
證書版本號：X.509v3
序列號：一個 CA 機構(gòu)內(nèi)是唯一的邓嘹，但不是全局唯一
簽名算法：簽名的計算公式為RSA(sha256(Data), IssuerPrivateKey)
簽發(fā)者：DN（Distinguished Name）
有效期：證書的有效期間 [Not Before, Not After]
證書擁有者：也是一個 DN公鑰長度一般是 2048bit酣栈，1024bit已經(jīng)被證明不安全
擴展字段：證書所攜帶的域名信息會配置在 SAN 中（X509v3 Subject Alternative Name）
Signature 位于證書最末尾，簽名算法 sha256WithRSAEncryption 在 Data 域內(nèi)已經(jīng)指明汹押，而 RSA 進行非對稱加密所需的私鑰（Private Key）則是由 Issuer 提供矿筝，Issuer 是一個可以簽發(fā)證書的證書，由證書權(quán)威 CA 提供棚贾，CA 需要保證證書的有效性窖维。
因為 Signature 是 RSA 算法生成的，那么客戶端拿到 TLS 證書之后妙痹，需要 Issuer 的公鑰（Public Key）才能解碼出 Data 的摘要铸史。
然而證書只攜帶了 Issuer 的 DN，并沒有公鑰细诸，為了弄清楚客戶端如何獲取公鑰沛贪，我們需要先搞明白 Certificate Chain（證書鏈）。

證書信息

證書鏈

一個完整的證書鏈一般由三種類型的證書組成

Root Certificate (DigiCert Global Root CA) ：
根證書
Root Certificate是由Root CAs 發(fā)布震贵，一個Root CAs 下包含多個Intermediate CAs 利赋，同理一個Root Certificate下可以包含多個Intermediate Certificate。根證書是CA自己的證書猩系，是證書驗證鏈的開頭
Intermediate Certificate (DigiCert SHA2 Secure Server CA)：
中間證書或者叫做中介證書
Intermediate Certificate是由Intermediate CAs 發(fā)布媚送，一個Intermediate CAs 下可以包含多個Intermediate CAs ，同理一個Intermediate Certificate下可以包含多個Intermediate Certificate也可以包含End-entity Certificate寇甸。CA會使用Intermediate Certificate 替代Root Certificate去做服務(wù)器端的證書簽名塘偎，確保根證書密鑰絕對不可訪問
End-entity Certificate (user.cmbchina.com)：
終端證書即用戶證書
包含用來加密傳輸數(shù)據(jù)的公鑰的證書，是HTTPS中使用的證書拿霉。 End-entity Certificate上面幾級證書都是為了保證End-entity Certificate未被篡改吟秩，保證是CA簽發(fā)的合法證書，進而保證End-entity Certificate中的公鑰未被篡改

證書鏈

證書鏈驗證

1.客戶端得到服務(wù)端返回的證書绽淘，通過讀取得到服務(wù)端證書的發(fā)布機構(gòu)（Issuer）
2.客戶端去操作系統(tǒng)查找這個發(fā)布機構(gòu)的的證書涵防，如果是不是根證書就繼續(xù)遞歸下去直到拿到根證書。
3.匹配客戶端保存的可信任CA與根證書的CA沪铭，確保根證書的合法性
4.用 根證書的公鑰 去解密驗證上一層證書的合法性壮池，再拿上一層證書的公鑰去驗證更上層證書的合法性偏瓤；遞歸回溯。
5.最后驗證服務(wù)器端的證書是 可信任 的

證書鏈驗證

關(guān)于證書鏈信任認證過程可以參考我的另一篇文檔

抓包原理-中間人攻擊

前面基礎(chǔ)性內(nèi)容已經(jīng)鋪墊完畢椰憋，現(xiàn)在正式分析抓包技術(shù)
根據(jù)流程可以得出需要讓中間人攻擊生效厅克，必須讓客戶端的證書連驗證能夠通過，并且現(xiàn)在幾乎所有攻擊手段都是從這入手橙依，實現(xiàn)原理上可以分為兩大類:
1.攻擊客戶端CA信任庫证舟，讓系統(tǒng)在誤認為偽證書是可以信任的，從而向中間人發(fā)送信息票编。手段包括
手機系統(tǒng)中安裝偽證書
root手段導(dǎo)入偽證書至證書庫
修改rom中系統(tǒng)證書庫并燒錄系統(tǒng)
例如Charles褪储，Burp卵渴，Magisk慧域，Packet Capture（VPN）都是使用這種方法
SSL PINING正是對抗這種技術(shù)的方法

抓包流程

2.通過腳本或者框架hook驗證證書的方法，主要手段有：
修改系統(tǒng)checkServerTrusted或者TrustManager等涉及驗證或者整理證書的相關(guān)代碼浪读，返回他們需要的結(jié)果
針對有自己的證書驗證邏輯的第三方框架例如OKHttp昔榴，則hook修改CertificationPinner等方法
APP使用自己封裝的通信方法，則通過逆向代碼hook相關(guān)方法
Xposed+JustTrustMe或者Frida使用的是這種方法碘橘，針對這種技術(shù)則要避免將涉及通信的代碼暴露互订，可以使用混淆，加殼等多種手段

hook腳本代碼

SSL PINNING與雙向認證

綠色表示ssl pinning在正常HTTPS通信過程中增加的操作
紅色表示雙向認證在正常HTTPS通信過程中增加的操作

ssl pinning及雙向認證流程

ssl pinning與系統(tǒng)認證的區(qū)別

SSL PINNING本地證書管理

SSL PINNING唯一缺點即是如何對本地綁定的證書進行更新痘拆，針對該問題研究了一種解決方案方案：

證書服務(wù)器：搭建一個CA服務(wù)器專門用于更新證書或者在驗證證書時通過訪問CA服務(wù)器驗證
與證書服務(wù)器通信內(nèi)容及證書間比對都采用不可逆加密信息仰禽，防止中間人拿到通信內(nèi)容反推出明文
建立客戶端及證書服務(wù)器端黑名單，盡可能減少與通信次數(shù)并增加中間人攻擊成本
證書服務(wù)器與客戶端采用相同加密算法纺蛆，保證加密后信息一致

證書服務(wù)器

Hook對抗方案

在攻擊手段中吐葵，hook代碼是一個較難防范的點，針對常用的Xposed框架可以做一下防范措施:

檢測進程中使用so名中包含關(guān)鍵"hack|inject|hook|call" 的信息
檢測手機是否被root：含有su程序和ro.secure是否為1
防止被Hook的方式就是可以查看XposedBridge這個類桥氏，有一個全局的hook開關(guān)温峭，所有有的應(yīng)用在啟動的時候就用反射把這個值設(shè)置成true，這樣Xposed的hook功能就是失效了
Xposed的hook原理的就是在程序啟動都注入jar功能字支，所以安裝hook模塊之后凤藏，每個應(yīng)用內(nèi)部都包含了這個Xposed功能jar，就相當(dāng)于你的應(yīng)用中有了Xposed的所有功能類堕伪，所以在應(yīng)用中反射Xposed的類是可以成功的
如果應(yīng)用被Xposed進行hook操作之后揖庄，拋出的異常堆棧信息中就會包含Xposed字樣，所以可以通過應(yīng)用自身內(nèi)部拋出異常來檢測是否包含Xposed字段來進行防護

image.png
如何在代碼中執(zhí)行shell命令并返回結(jié)果

public static ArrayList<String> executeCommand(String[] shellCmd){
        String line = null;
        ArrayList<String> fullResponse = new ArrayList<String>();
        Process localProcess = null;
        try {
            Log.d("gscgsc","excute cmd");
            localProcess = Runtime.getRuntime().exec(shellCmd);
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
        BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(localProcess.getOutputStream()));
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(localProcess.getInputStream()));
        try {
            while ((line = in.readLine()) != null) {
                Log.d("gscgsc","Line received: " + line);
                fullResponse.add(line);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Log.d("gscgsc","–> response was: " + fullResponse);
        return fullResponse
}

SSL PINING實現(xiàn)

String hostname = "xxx.com";
CertificatePinner certificatePinner = new CertificatePinner.Builder()
        .add(hostname, "sha256/afwiKY3RxoMmLkuRW1l7QsPZTJPwDS2pdDROQjXw8ig=")
        .add(hostname, "sha256/klO23nT2ehFDXCfx3eHTDRESMz3asj1muO+4aIdjiuY=")
        .add(hostname, "sha256/grX4Ta9HpZx6tSHkmCrvpApTQGo67CYDnvprLg5yRME=")
        .build();

OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
        .certificatePinner(certificatePinner)
        .build();

Request request = new Request.Builder()
        .url("https://" + hostname)
        .build();

client.newCall(request).execute();

SSL PINING實現(xiàn)原理

證書校驗時機
private void connectTls(ConnectionSpecSelector connectionSpecSelector) throws IOException {
    //包裝socket
    sslSocket = (SSLSocket) sslSocketFactory.createSocket(
            rawSocket, address.url().host(), address.url().port(), true /* autoClose */);
    //配置socket參數(shù)
    ConnectionSpec connectionSpec = connectionSpecSelector.configureSecureSocket(sslSocket);
    //建立握手
    sslSocket.startHandshake();
    Handshake unverifiedHandshake = Handshake.get(sslSocket.getSession());
    //證書校驗
    address.certificatePinner().check(address.url().host(),
            unverifiedHandshake.peerCertificates());
    //檢驗無異常則保存連接
    String maybeProtocol = connectionSpec.supportsTlsExtensions()
            ? Platform.get().getSelectedProtocol(sslSocket)
            : null;
}

//校驗證書與本地證書
public void check (String hostname, List < Certificate > peerCertificates)
throws SSLPeerUnverifiedException {
    for (int p = 0, pinsSize = pins.size(); p < pinsSize; p++) {
        //加密后本地證書的存儲
        Pin pin = pins.get(p);
        //sha256加密
        if (pin.hashAlgorithm.equals("sha256/")) {
            if (sha256 == null) sha256 = sha256(x509Certificate);
            if (pin.hash.equals(sha256)) return; // Success!
        }
        //sha1加密
        else if (pin.hashAlgorithm.equals("sha1/")) {
            if (sha1 == null) sha1 = sha1(x509Certificate);
            if (pin.hash.equals(sha1)) return; // Success!
        }
    }
    //校驗失敗拋出異常
    throw new SSLPeerUnverifiedException(message.toString());
}

結(jié)果如下

結(jié)果

抓包技術(shù)分析及SSL PINNING保護方案

抓包技術(shù)分析及SSL PINNING保護方案

數(shù)字證書

證書鏈

證書鏈驗證

抓包原理-中間人攻擊

SSL PINNING與雙向認證

SSL PINNING本地證書管理

Hook對抗方案

SSL PINING實現(xiàn)

SSL PINING實現(xiàn)原理