安卓逆向-HmacMd5算法 - JS&Android逆向记录

hmacmd5算法

1. 简介

HMAC-MD5算法是一种基于MD5散列函数和密钥的消息认证码算法，它通过结合密钥和消息内容来生成一个长度为128位的哈希值，用于验证消息的完整性和身份；
与普通的 MD5 哈希算法不同，HMAC-MD5 在计算过程中使用了一个密钥，使得攻击者无法仅凭猜测数据本身来伪造消息的认证码;
如果密钥太长，它需要被压缩；如果太短，它需要被填充到特定长度；
总结就是：两次加盐，两次哈希；

2. 算法流程

输入：
- 消息（Message）：需要进行验证的消息数据；
- 密钥（Key）：用于生成消息认证码的密钥；
输出：
- HMAC-MD5值：一个128位的签名值(32个十六进制位的数据)，用于验证消息的完整性和真实性；
步骤详述：
步骤 1：密钥准备
- 如果密钥长度大于MD5的块大小（64字节），则先对密钥执行一次MD5哈希运算，生成一个16字节（128位）的密钥摘要（K'），然后再进行填充；
- 如果密钥长度小于64字节，则用零字节（0x00）填充密钥至64字节；
- 如果密钥长度正好是64字节，则直接使用密钥；
步骤2：异或0x36，也叫ipad
- 逐字节异或得到扩展密钥1；0x36的十进制是54；这里的ipad不是一个数据，应该是与key相同长度的数组；
步骤3：异或0x5c，也叫opad
- 逐字节异或得到扩展密钥2；0x54的十进制是92；
步骤5：第一次加盐
- 扩展密钥1与明文拼接；
步骤6：第一次哈希
- 加盐的结果进行哈希；
步骤7：第二次加盐
- 扩展密钥2与第一次哈希的结果拼接；
步骤8：第二次哈希
- 将上述拼接的结果进行哈希；
总结：
- HMAC(K, M) = H((K' ⊕ opad) || H((K' ⊕ ipad) || M))
- K：密钥
- M：明文
- H：哈希函数
- K'：扩展密钥
- ⊕：逐字节异或
- opad：0x5c
- ipad：0x36
- || ：拼接
算法流程简述如上，以一个简单的示例来看整体的流程；

3. 完整示例

以sana为明文，xiayutian为key，进行整个流程的介绍；
参考公式： H((K' ⊕ opad) || H((K' ⊕ ipad) || M))

3.1 密钥扩展

首先进行密钥扩展，xiayutian的十六进制表示为：

78 69 61 79 75 74 69 61 6e

长度不够512个比特位，所以需要进行填充，填充后的结果如下：

78 69 61 79 75 74 69 61 6E 00 00 00 00 00 00 00 
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

一共是55个零字节，加上原有的数据就是64个字节；

3.2 与0x36异或

随后密钥与0x36（ipad）逐字节异或，这里的0x36不是单独的一个数据，而是64个，毕竟要一一对应；
得到异或的结果，这就对应着第一个扩展密钥，也叫扩展密钥1；

4E 5F 57 4F 43 42 5F 57 58 36 36 36 36 36 36 36 
36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 
36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 
36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36

3.3 第一次加盐

然后拼接明文，将明文放在最后，这就是第一次加盐；
明文sana的十六进制：73 61 6e 61

拼接后数据（68字节）:
4E 5F 57 4F 43 42 5F 57 58 36 36 36 36 36 36 36 
36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 
36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 
36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 
73 61 6E 61

3.4 第一次哈希

将这个结果做一个md5加密，这就是第一次哈希；

fa23080448b15547fe4b2a19226cf9b7

3.5 与0x5c异或

获取扩展密钥2，也就是密钥与opad（0x5c）逐字节异或；

24 35 3D 25 29 28 35 3D 32 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 
5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 
5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 
5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C

3.6 第二次加盐

将扩展密钥2与第一步哈希的结果拼接起来，这就是第二次加盐；

24 35 3D 25 29 28 35 3D 32 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 
5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 
5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 
5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 5C 
fa 23 08 04 48 b1 55 47 fe 4b 2a 19 22 6c f9 b7

3.7 第二次哈希

将第二次加盐的结果进行哈希，这就是第二次哈希；

3d38802f21ef45a3eb05524f504810bc

做一下结果对比；

结果是没问题的，主要的流程就是两次加盐两次哈希；

4. 总结

首先是流程：HMAC(K, M) = H((K' ⊕ opad) || H((K' ⊕ ipad) || M))
两次加盐、两次哈希；也有可能是三次哈希，密钥如果超过64字节则需要先哈希再填充；
算法的特征就是0x36和0x5c，也有可能是十进制的形式，54和92；
魔改的点一般在于载体哈希函数，并不去魔改两次加盐两次哈希这个流程，但也说不好；

5. 代码实现

import hmac
import hashlib


def hmac_md5(key, message):
    # 将 key 和 message 转换为字节类型
    key = bytes(key, 'utf-8')
    message = bytes(message, 'utf-8')

    # 计算 HMAC-MD5
    hmac_md5_hash = hmac.new(key, message, hashlib.md5).hexdigest()

    return hmac_md5_hash


# 示例使用
key = "xiayutian"
message = "sana"
result = hmac_md5(key, message)
print("HMAC-MD5:", result)
# 3d38802f21ef45a3eb05524f504810bc