Die Sicherheitsforscher Jean-Baptiste Bédrune und Jean Sigwald stellten dies auf der Hack-in-the-Box Amsterdam 2011 vor .
Seitdem hat Apple eine veröffentlicht iOS Security Whitepaper
mit weiteren Details zu Schlüsseln und Algorithmen veröffentlicht, und Charlie Miller et al. haben das iOS-Hacker-Handbuch veröffentlicht , das einige der gleichen Themen auf eine Art und Weise abdeckt. Als iOS 10 herauskam, gab es Änderungen am Sicherungsformat, die Apple zunächst nicht veröffentlichte, aber verschiedene Leute haben die Formatänderungen rückentwickelt .
Verschlüsselte Backups sind großartig
Das Tolle an verschlüsselten iPhone-Backups ist, dass sie Dinge wie WiFi-Passwörter enthalten, die nicht in normalen unverschlüsselten Backups enthalten sind. Wie im Whitepaper zur iOS-Sicherheit erläutert , gelten verschlüsselte Sicherungen als „sicherer“. Apple hält es daher für in Ordnung, vertraulichere Informationen in sie aufzunehmen.
Eine wichtige Warnung: Wenn Sie das Backup Ihres iOS-Geräts entschlüsseln, wird die Verschlüsselung entfernt. Um Ihre Privatsphäre und Sicherheit zu schützen, sollten Sie diese Skripts nur auf einem Computer mit vollständiger Festplattenverschlüsselung ausführen. Während es einem Sicherheitsexperten möglich ist, Software zu schreiben, die Schlüssel im Speicher schützt, z. B. durch Verwendung von Funktionen wieVirtualLock() und
SecureZeroMemory()unter anderem, speichern diese Python-Skripte Ihre Verschlüsselungsschlüssel und Kennwörter in Zeichenfolgen, die von Python im Müll gesammelt werden. Dies bedeutet, dass Ihre geheimen Schlüssel und Passwörter eine Weile im RAM verbleiben, von wo aus sie in Ihre Auslagerungsdatei und auf Ihre Festplatte gelangen, wo ein Gegner sie wiederherstellen kann. Dies macht den Punkt einer verschlüsselten Sicherung völlig zunichte.
So entschlüsseln Sie Backups: theoretisch
Das iOS-Sicherheits-Whitepaper erläutert die grundlegenden Konzepte von Schlüsseln pro Datei, Schutzklassen, Schutzklassenschlüsseln und Schlüsseltaschen besser als ich. Wenn Sie mit diesen noch nicht vertraut sind, nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit, um die entsprechenden Teile zu lesen.
Jetzt wissen Sie, dass jede Datei in iOS mit einem eigenen zufälligen Verschlüsselungsschlüssel pro Datei verschlüsselt ist, zu einer Schutzklasse gehört und die Verschlüsselungsschlüssel pro Datei in den Metadaten des Dateisystems gespeichert sind, die in den Schutzklassenschlüssel eingeschlossen sind.
So entschlüsseln Sie:
Dekodieren Sie den im BackupKeyBagEintrag von
gespeicherten Schlüsselbeutel Manifest.plist. Eine allgemeine Übersicht über diese Struktur finden Sie im Whitepaper . Das iPhone-Wiki
beschreibt das Binärformat: ein 4-Byte-Zeichenfolgentypfeld, ein 4-Byte-Big-Endian-Längenfeld und dann den Wert selbst.
Die wichtigen Werte sind die PBKDF2- ITERWerte und SALTdie doppelte Schutzsalz- und DPSLIterationszahl DPICsowie für jeden Schutz CLSder WPKYumschlossene Schlüssel.
Verwenden Sie das Sicherungskennwort, um einen 32-Byte-Schlüssel mit dem richtigen PBKDF2-Salt und der richtigen Anzahl von Iterationen abzuleiten. Verwenden Sie zuerst eine SHA256-Runde mit DPSLund
DPICdann eine SHA1-Runde mit ITERund SALT.
Wickeln Sie jeden verpackten Schlüssel gemäß
RFC 3394 aus .
Entschlüsseln der Manifest - Datenbank , indem Sie die 4-Byte - Schutzklasse und längere Schlüssel aus dem Zug ManifestKeyin Manifest.plistund Abwickeln es. Sie haben jetzt eine SQLite-Datenbank mit allen Dateimetadaten.
Rufen Sie für jede interessierende Datei den klassenverschlüsselten Verschlüsselungsschlüssel pro Datei und den Schutzklassencode ab, indem Sie in der Files.fileDatenbankspalte nach einer Binärliste suchen, die EncryptionKeyund enthält
ProtectionClass Einträge. Entfernen Sie das anfängliche Tag mit einer Länge von vier Byte von
EncryptionKey vor der Verwendung mit einer .
Leiten Sie dann den endgültigen Entschlüsselungsschlüssel ab, indem Sie ihn mit dem Klassenschlüssel entpacken, der mit dem Sicherungskennwort entpackt wurde. Entschlüsseln Sie dann die Datei mit AES im CBC-Modus mit einer Null IV.
So entschlüsseln Sie Backups: in der Praxis
Zuerst benötigen Sie einige Bibliotheksabhängigkeiten. Wenn Sie mit einem von Homebrew installierten Python 2.7 oder 3.7 auf einem Mac arbeiten, können Sie die Abhängigkeiten installieren mit:
CFLAGS="-I$(brew --prefix)/opt/openssl/include" \
LDFLAGS="-L$(brew --prefix)/opt/openssl/lib" \
pip install biplist fastpbkdf2 pycrypto
In Form eines ausführbaren Quellcodes können Sie eine einzelne Voreinstellungsdatei aus einem verschlüsselten iPhone-Backup entschlüsseln:
#!/usr/bin/env python3.7
# coding: UTF-8
from __future__ import print_function
from __future__ import division
import argparse
import getpass
import os.path
import pprint
import random
import shutil
import sqlite3
import string
import struct
import tempfile
from binascii import hexlify
import Crypto.Cipher.AES # https://www.dlitz.net/software/pycrypto/
import biplist
import fastpbkdf2
from biplist import InvalidPlistException
def main():
## Parse options
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--backup-directory', dest='backup_directory',
default='testdata/encrypted')
parser.add_argument('--password-pipe', dest='password_pipe',
help="""\
Keeps password from being visible in system process list.
Typical use: --password-pipe=<(echo -n foo)
""")
parser.add_argument('--no-anonymize-output', dest='anonymize',
action='store_false')
args = parser.parse_args()
global ANONYMIZE_OUTPUT
ANONYMIZE_OUTPUT = args.anonymize
if ANONYMIZE_OUTPUT:
print('Warning: All output keys are FAKE to protect your privacy')
manifest_file = os.path.join(args.backup_directory, 'Manifest.plist')
with open(manifest_file, 'rb') as infile:
manifest_plist = biplist.readPlist(infile)
keybag = Keybag(manifest_plist['BackupKeyBag'])
# the actual keys are unknown, but the wrapped keys are known
keybag.printClassKeys()
if args.password_pipe:
password = readpipe(args.password_pipe)
if password.endswith(b'\n'):
password = password[:-1]
else:
password = getpass.getpass('Backup password: ').encode('utf-8')
## Unlock keybag with password
if not keybag.unlockWithPasscode(password):
raise Exception('Could not unlock keybag; bad password?')
# now the keys are known too
keybag.printClassKeys()
## Decrypt metadata DB
manifest_key = manifest_plist['ManifestKey'][4:]
with open(os.path.join(args.backup_directory, 'Manifest.db'), 'rb') as db:
encrypted_db = db.read()
manifest_class = struct.unpack('<l', manifest_plist['ManifestKey'][:4])[0]
key = keybag.unwrapKeyForClass(manifest_class, manifest_key)
decrypted_data = AESdecryptCBC(encrypted_db, key)
temp_dir = tempfile.mkdtemp()
try:
# Does anyone know how to get Python’s SQLite module to open some
# bytes in memory as a database?
db_filename = os.path.join(temp_dir, 'db.sqlite3')
with open(db_filename, 'wb') as db_file:
db_file.write(decrypted_data)
conn = sqlite3.connect(db_filename)
conn.row_factory = sqlite3.Row
c = conn.cursor()
# c.execute("select * from Files limit 1");
# r = c.fetchone()
c.execute("""
SELECT fileID, domain, relativePath, file
FROM Files
WHERE relativePath LIKE 'Media/PhotoData/MISC/DCIM_APPLE.plist'
ORDER BY domain, relativePath""")
results = c.fetchall()
finally:
shutil.rmtree(temp_dir)
for item in results:
fileID, domain, relativePath, file_bplist = item
plist = biplist.readPlistFromString(file_bplist)
file_data = plist['$objects'][plist['$top']['root'].integer]
size = file_data['Size']
protection_class = file_data['ProtectionClass']
encryption_key = plist['$objects'][
file_data['EncryptionKey'].integer]['NS.data'][4:]
backup_filename = os.path.join(args.backup_directory,
fileID[:2], fileID)
with open(backup_filename, 'rb') as infile:
data = infile.read()
key = keybag.unwrapKeyForClass(protection_class, encryption_key)
# truncate to actual length, as encryption may introduce padding
decrypted_data = AESdecryptCBC(data, key)[:size]
print('== decrypted data:')
print(wrap(decrypted_data))
print()
print('== pretty-printed plist')
pprint.pprint(biplist.readPlistFromString(decrypted_data))
##
# this section is mostly copied from parts of iphone-dataprotection
# http://code.google.com/p/iphone-dataprotection/
CLASSKEY_TAGS = [b"CLAS",b"WRAP",b"WPKY", b"KTYP", b"PBKY"] #UUID
KEYBAG_TYPES = ["System", "Backup", "Escrow", "OTA (icloud)"]
KEY_TYPES = ["AES", "Curve25519"]
PROTECTION_CLASSES={
1:"NSFileProtectionComplete",
2:"NSFileProtectionCompleteUnlessOpen",
3:"NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication",
4:"NSFileProtectionNone",
5:"NSFileProtectionRecovery?",
6: "kSecAttrAccessibleWhenUnlocked",
7: "kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock",
8: "kSecAttrAccessibleAlways",
9: "kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly",
10: "kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly",
11: "kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly"
}
WRAP_DEVICE = 1
WRAP_PASSCODE = 2
class Keybag(object):
def __init__(self, data):
self.type = None
self.uuid = None
self.wrap = None
self.deviceKey = None
self.attrs = {}
self.classKeys = {}
self.KeyBagKeys = None #DATASIGN blob
self.parseBinaryBlob(data)
def parseBinaryBlob(self, data):
currentClassKey = None
for tag, data in loopTLVBlocks(data):
if len(data) == 4:
data = struct.unpack(">L", data)[0]
if tag == b"TYPE":
self.type = data
if self.type > 3:
print("FAIL: keybag type > 3 : %d" % self.type)
elif tag == b"UUID" and self.uuid is None:
self.uuid = data
elif tag == b"WRAP" and self.wrap is None:
self.wrap = data
elif tag == b"UUID":
if currentClassKey:
self.classKeys[currentClassKey[b"CLAS"]] = currentClassKey
currentClassKey = {b"UUID": data}
elif tag in CLASSKEY_TAGS:
currentClassKey[tag] = data
else:
self.attrs[tag] = data
if currentClassKey:
self.classKeys[currentClassKey[b"CLAS"]] = currentClassKey
def unlockWithPasscode(self, passcode):
passcode1 = fastpbkdf2.pbkdf2_hmac('sha256', passcode,
self.attrs[b"DPSL"],
self.attrs[b"DPIC"], 32)
passcode_key = fastpbkdf2.pbkdf2_hmac('sha1', passcode1,
self.attrs[b"SALT"],
self.attrs[b"ITER"], 32)
print('== Passcode key')
print(anonymize(hexlify(passcode_key)))
for classkey in self.classKeys.values():
if b"WPKY" not in classkey:
continue
k = classkey[b"WPKY"]
if classkey[b"WRAP"] & WRAP_PASSCODE:
k = AESUnwrap(passcode_key, classkey[b"WPKY"])
if not k:
return False
classkey[b"KEY"] = k
return True
def unwrapKeyForClass(self, protection_class, persistent_key):
ck = self.classKeys[protection_class][b"KEY"]
if len(persistent_key) != 0x28:
raise Exception("Invalid key length")
return AESUnwrap(ck, persistent_key)
def printClassKeys(self):
print("== Keybag")
print("Keybag type: %s keybag (%d)" % (KEYBAG_TYPES[self.type], self.type))
print("Keybag version: %d" % self.attrs[b"VERS"])
print("Keybag UUID: %s" % anonymize(hexlify(self.uuid)))
print("-"*209)
print("".join(["Class".ljust(53),
"WRAP".ljust(5),
"Type".ljust(11),
"Key".ljust(65),
"WPKY".ljust(65),
"Public key"]))
print("-"*208)
for k, ck in self.classKeys.items():
if k == 6:print("")
print("".join(
[PROTECTION_CLASSES.get(k).ljust(53),
str(ck.get(b"WRAP","")).ljust(5),
KEY_TYPES[ck.get(b"KTYP",0)].ljust(11),
anonymize(hexlify(ck.get(b"KEY", b""))).ljust(65),
anonymize(hexlify(ck.get(b"WPKY", b""))).ljust(65),
]))
print()
def loopTLVBlocks(blob):
i = 0
while i + 8 <= len(blob):
tag = blob[i:i+4]
length = struct.unpack(">L",blob[i+4:i+8])[0]
data = blob[i+8:i+8+length]
yield (tag,data)
i += 8 + length
def unpack64bit(s):
return struct.unpack(">Q",s)[0]
def pack64bit(s):
return struct.pack(">Q",s)
def AESUnwrap(kek, wrapped):
C = []
for i in range(len(wrapped)//8):
C.append(unpack64bit(wrapped[i*8:i*8+8]))
n = len(C) - 1
R = [0] * (n+1)
A = C[0]
for i in range(1,n+1):
R[i] = C[i]
for j in reversed(range(0,6)):
for i in reversed(range(1,n+1)):
todec = pack64bit(A ^ (n*j+i))
todec += pack64bit(R[i])
B = Crypto.Cipher.AES.new(kek).decrypt(todec)
A = unpack64bit(B[:8])
R[i] = unpack64bit(B[8:])
if A != 0xa6a6a6a6a6a6a6a6:
return None
res = b"".join(map(pack64bit, R[1:]))
return res
ZEROIV = "\x00"*16
def AESdecryptCBC(data, key, iv=ZEROIV, padding=False):
if len(data) % 16:
print("AESdecryptCBC: data length not /16, truncating")
data = data[0:(len(data)/16) * 16]
data = Crypto.Cipher.AES.new(key, Crypto.Cipher.AES.MODE_CBC, iv).decrypt(data)
if padding:
return removePadding(16, data)
return data
##
# here are some utility functions, one making sure I don’t leak my
# secret keys when posting the output on Stack Exchange
anon_random = random.Random(0)
memo = {}
def anonymize(s):
if type(s) == str:
s = s.encode('utf-8')
global anon_random, memo
if ANONYMIZE_OUTPUT:
if s in memo:
return memo[s]
possible_alphabets = [
string.digits,
string.digits + 'abcdef',
string.ascii_letters,
"".join(chr(x) for x in range(0, 256)),
]
for a in possible_alphabets:
if all((chr(c) if type(c) == int else c) in a for c in s):
alphabet = a
break
ret = "".join([anon_random.choice(alphabet) for i in range(len(s))])
memo[s] = ret
return ret
else:
return s
def wrap(s, width=78):
"Return a width-wrapped repr(s)-like string without breaking on \’s"
s = repr(s)
quote = s[0]
s = s[1:-1]
ret = []
while len(s):
i = s.rfind('\\', 0, width)
if i <= width - 4: # "\x??" is four characters
i = width
ret.append(s[:i])
s = s[i:]
return '\n'.join("%s%s%s" % (quote, line ,quote) for line in ret)
def readpipe(path):
if stat.S_ISFIFO(os.stat(path).st_mode):
with open(path, 'rb') as pipe:
return pipe.read()
else:
raise Exception("Not a pipe: {!r}".format(path))
if __name__ == '__main__':
main()
Welches druckt dann diese Ausgabe:
Warning: All output keys are FAKE to protect your privacy
== Keybag
Keybag type: Backup keybag (1)
Keybag version: 3
Keybag UUID: dc6486c479e84c94efce4bea7169ef7d
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Class WRAP Type Key WPKY Public key
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
NSFileProtectionComplete 2 AES 4c80b6da07d35d393fc7158e18b8d8f9979694329a71ceedee86b4cde9f97afec197ad3b13c5d12b
NSFileProtectionCompleteUnlessOpen 2 AES 09e8a0a9965f00f213ce06143a52801f35bde2af0ad54972769845d480b5043f545fa9b66a0353a6
NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication 2 AES e966b6a0742878ce747cec3fa1bf6a53b0d811ad4f1d6147cd28a5d400a8ffe0bbabea5839025cb5
NSFileProtectionNone 2 AES 902f46847302816561e7df57b64beea6fa11b0068779a65f4c651dbe7a1630f323682ff26ae7e577
NSFileProtectionRecovery? 3 AES a3935fed024cd9bc11d0300d522af8e89accfbe389d7c69dca02841df46c0a24d0067dba2f696072
kSecAttrAccessibleWhenUnlocked 2 AES 09a1856c7e97a51a9c2ecedac8c3c7c7c10e7efa931decb64169ee61cb07a0efb115050fd1e33af1
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock 2 AES 0509d215f2f574efa2f192efc53c460201168b26a175f066b5347fc48bc76c637e27a730b904ca82
kSecAttrAccessibleAlways 2 AES b7ac3c4f1e04896144ce90c4583e26489a86a6cc45a2b692a5767b5a04b0907e081daba009fdbb3c
kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly 3 AES 417526e67b82e7c6c633f9063120a299b84e57a8ffee97b34020a2caf6e751ec5750053833ab4d45
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly 3 AES b0e17b0cf7111c6e716cd0272de5684834798431c1b34bab8d1a1b5aba3d38a3a42c859026f81ccc
kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly 3 AES 9b3bdc59ae1d85703aa7f75d49bdc600bf57ba4a458b20a003a10f6e36525fb6648ba70e6602d8b2
== Passcode key
ee34f5bb635830d698074b1e3e268059c590973b0f1138f1954a2a4e1069e612
== Keybag
Keybag type: Backup keybag (1)
Keybag version: 3
Keybag UUID: dc6486c479e84c94efce4bea7169ef7d
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Class WRAP Type Key WPKY Public key
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
NSFileProtectionComplete 2 AES 64e8fc94a7b670b0a9c4a385ff395fe9ba5ee5b0d9f5a5c9f0202ef7fdcb386f 4c80b6da07d35d393fc7158e18b8d8f9979694329a71ceedee86b4cde9f97afec197ad3b13c5d12b
NSFileProtectionCompleteUnlessOpen 2 AES 22a218c9c446fbf88f3ccdc2ae95f869c308faaa7b3e4fe17b78cbf2eeaf4ec9 09e8a0a9965f00f213ce06143a52801f35bde2af0ad54972769845d480b5043f545fa9b66a0353a6
NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication 2 AES 1004c6ca6e07d2b507809503180edf5efc4a9640227ac0d08baf5918d34b44ef e966b6a0742878ce747cec3fa1bf6a53b0d811ad4f1d6147cd28a5d400a8ffe0bbabea5839025cb5
NSFileProtectionNone 2 AES 2e809a0cd1a73725a788d5d1657d8fd150b0e360460cb5d105eca9c60c365152 902f46847302816561e7df57b64beea6fa11b0068779a65f4c651dbe7a1630f323682ff26ae7e577
NSFileProtectionRecovery? 3 AES 9a078d710dcd4a1d5f70ea4062822ea3e9f7ea034233e7e290e06cf0d80c19ca a3935fed024cd9bc11d0300d522af8e89accfbe389d7c69dca02841df46c0a24d0067dba2f696072
kSecAttrAccessibleWhenUnlocked 2 AES 606e5328816af66736a69dfe5097305cf1e0b06d6eb92569f48e5acac3f294a4 09a1856c7e97a51a9c2ecedac8c3c7c7c10e7efa931decb64169ee61cb07a0efb115050fd1e33af1
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlock 2 AES 6a4b5292661bac882338d5ebb51fd6de585befb4ef5f8ffda209be8ba3af1b96 0509d215f2f574efa2f192efc53c460201168b26a175f066b5347fc48bc76c637e27a730b904ca82
kSecAttrAccessibleAlways 2 AES c0ed717947ce8d1de2dde893b6026e9ee1958771d7a7282dd2116f84312c2dd2 b7ac3c4f1e04896144ce90c4583e26489a86a6cc45a2b692a5767b5a04b0907e081daba009fdbb3c
kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly 3 AES 80d8c7be8d5103d437f8519356c3eb7e562c687a5e656cfd747532f71668ff99 417526e67b82e7c6c633f9063120a299b84e57a8ffee97b34020a2caf6e751ec5750053833ab4d45
kSecAttrAccessibleAfterFirstUnlockThisDeviceOnly 3 AES a875a15e3ff901351c5306019e3b30ed123e6c66c949bdaa91fb4b9a69a3811e b0e17b0cf7111c6e716cd0272de5684834798431c1b34bab8d1a1b5aba3d38a3a42c859026f81ccc
kSecAttrAccessibleAlwaysThisDeviceOnly 3 AES 1e7756695d337e0b06c764734a9ef8148af20dcc7a636ccfea8b2eb96a9e9373 9b3bdc59ae1d85703aa7f75d49bdc600bf57ba4a458b20a003a10f6e36525fb6648ba70e6602d8b2
== decrypted data:
'<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>\n<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD '
'PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">\n<plist versi'
'on="1.0">\n<dict>\n\t<key>DCIMLastDirectoryNumber</key>\n\t<integer>100</integ'
'er>\n\t<key>DCIMLastFileNumber</key>\n\t<integer>3</integer>\n</dict>\n</plist'
'>\n'
== pretty-printed plist
{'DCIMLastDirectoryNumber': 100, 'DCIMLastFileNumber': 3}
Extra Gutschrift
Der von Bédrune und Sigwald veröffentlichte iPhone-Datenschutzcode kann den Schlüsselbund aus einem Backup entschlüsseln , einschließlich lustiger Dinge wie gespeichertem WLAN und Website-Passwörtern:
$ python iphone-dataprotection/python_scripts/keychain_tool.py ...
--------------------------------------------------------------------------------------
| Passwords |
--------------------------------------------------------------------------------------
|Service |Account |Data |Access group |Protection class|
--------------------------------------------------------------------------------------
|AirPort |Ed’s Coffee Shop |<3FrenchRoast |apple |AfterFirstUnlock|
...
Dieser Code funktioniert nicht mehr bei Backups von Telefonen mit dem neuesten iOS, aber es gibt einige Golang- Ports , die auf dem neuesten Stand gehalten wurden und den Zugriff auf den Schlüsselbund ermöglichen .