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## 微信SQLite数据库文件解密实现
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- [微信SQLite数据库文件解密实现](#微信sqlite数据库文件解密实现)
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- [SQLite页结构描述](#sqlite页结构描述)
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- [SQLite页结构图](#sqlite页结构图)
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- [解密实现过程](#解密实现过程)
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- [源码地址](#源码地址)
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#### SQLite页结构描述
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微信`SQLite`数据库文件以每个页面4096字节的大小进行划分，这些页面组成了文件的基本结构。每个页面内部包含了关键的元素，包括盐值、加密后的内容、初始化向量（`IV`）、哈希值（`hashMac`），以及用于保留的空字节。这个结构在整个数据库文件中起到了关键的组织和安全保障的作用。
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首个页面是独特的，它包含了生成加密密钥所需的盐值、加密后的内容、初始化向量（`IV`）、哈希值（`hashMac`），以及用于保留的空字节。盐值在加密密钥生成过程中发挥着关键的作用，而哈希值则用于验证密钥的正确性，提供了额外的安全层。空字节的存在为未来可能的拓展或变化预留了空间。
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随后的页面结构与首个页面相似，仍然包括了加密后的内容、初始化向量（`IV`）以及用于保留的空字节。这种一致性的结构确保了整个数据库文件的统一性和安全性，使得每个页面都能够独立存储经过加密的数据块，并在需要时通过初始化向量进行解密。这种巧妙的设计使得`SQLite`数据库文件在存储和保护数据方面表现出色。
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#### SQLite页结构图
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~~~mermaid
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graph TD
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A[SQLite Database File]
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A -->|第一页| C1[4096字节]
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C1 -->|盐值| C1A[16字节]
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C1 -->|内容| C1C[4032字节]
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C1 -->|IV| C1IV[16字节]
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C1 -->|hashMac| C1H[20字节]
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C1 -->|空字节| C1R[12字节]
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A -->|第二页| C2[4096字节]
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C2 -->|内容| C2C[4048字节]
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C2 -->|IV| C2IV[16字节]
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C2 -->|空字节| C2R[32字节]
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A -->|第N页| C3[4096字节]
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C3 -->|内容| C3C[4048字节]
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C3 -->|IV| C3IV[16字节]
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C3 -->|空字节| C3R[32字节]
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~~~
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#### 解密实现过程
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`DecryptServiceImpl`类是一个解密服务的实现，专门用于解密`SQLite`数据库文件。首先，它定义了`SQLite`数据库文件的文件头、加密算法（`HmacSHA1`）、页面大小（4096字节）、迭代次数（64000次）以及密钥长度（32字节）。主要功能由`wechatDecrypt`方法实现，该方法接收密码和解密业务对象作为参数。
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在`wechatDecrypt`方法内部，首先通过`FileInputStream`读取数据库文件内容，提取文件头、盐值、第一页信息，包括内容、IV、`hashMac`和保留字段。随后，利用`PBKDF2`算法和用户提供的密码生成密钥，并根据提取的盐值和`hashMac`验证密钥的正确性。
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如果密钥验证成功，便创建输出文件，写入`SQLite`文件头，并对第一页进行解密，写入解密后的内容和保留字段。接着，循环处理后续数据块，逐一解密并写入到输出文件。整个过程保证了对`SQLite`数据库文件的完整性和保密性的维护。
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在解密过程中，`doDecrypt`方法使用`AES/CBC/NoPadding`模式对数据进行解密。为了处理大文件，`splitDataPages`方法将文件内容分割成多个页面进行逐一处理。
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最后，通过`checkKey`方法检查密钥的有效性，确保解密过程中密钥的正确性。该类结合了多重密码学技术，保障了对`SQLite`数据库文件的高效且安全的解密操作。
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```java
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public class DecryptServiceImpl implements DecryptService {
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/**
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* SQLite数据库的文件头
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*/
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private static final String SQLITE_FILE_HEADER = "SQLite format 3\u0000";
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/**
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* 算法
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*/
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private static final String ALGORITHM = "HmacSHA1";
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/**
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* 一页的大小
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*/
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private static final int DEFAULT_PAGESIZE = 4096;
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/**
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* 迭代次数
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*/
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private static final int ITERATIONS = 64000;
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/**
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* Key长度
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*/
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private static final int HASH_KEY_LENGTH = 32;
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@Override
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public void wechatDecrypt(String password, DecryptBO decryptBO) {
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// 创建File文件
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File file = new File(decryptBO.getInput());
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try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file)) {
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// 文件大小
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byte[] fileContent = new byte[(int) file.length()];
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// 读取内容
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fis.read(fileContent);
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// 提取盐值
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byte[] salt = Arrays.copyOfRange(fileContent, 0, 16);
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// 提取第一页
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byte[] firstPage = Arrays.copyOfRange(fileContent, 16, DEFAULT_PAGESIZE);
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// 提取第一页的内容与IV
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byte[] firstPageBodyAndIv = Arrays.copyOfRange(firstPage, 0, firstPage.length - 32);
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// 提取第一页的内容
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byte[] firstPageBody = Arrays.copyOfRange(firstPage, 0, firstPage.length - 48);
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// 提取第一页IV
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byte[] firstPageIv = Arrays.copyOfRange(firstPage, firstPage.length - 48, firstPage.length - 32);
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// 提取第一页的hashMac
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byte[] firstPageHashMac = Arrays.copyOfRange(firstPage, firstPage.length - 32, firstPage.length - 12);
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// 提取第一页的保留字段
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byte[] firstPageReservedSegment = Arrays.copyOfRange(firstPage, firstPage.length - 48, firstPage.length);
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// 生成key
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byte[] key = Pbkdf2HmacUtil.pbkdf2Hmac(ALGORITHM, HexUtil.decodeHex(password), salt, ITERATIONS, HASH_KEY_LENGTH);
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byte[] macSalt = new byte[salt.length];
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for (int i = 0; i < salt.length; i++) {
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macSalt[i] = (byte) (salt[i] ^ 58);
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}
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// 秘钥匹配成功
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if (checkKey(key, macSalt, firstPageHashMac, firstPageBodyAndIv)) {
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File outputFile = new File(decryptBO.getOutput());
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File parentDir = outputFile.getParentFile();
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// 检查父目录是否存在，如果不存在，则创建
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if (!parentDir.exists()) {
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parentDir.mkdirs();
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}
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// 解密并写入新文件
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try (FileOutputStream deFile = new FileOutputStream(outputFile)) {
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deFile.write(SQLITE_FILE_HEADER.getBytes());
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deFile.write(doDecrypt(key, firstPageIv, firstPageBody));
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deFile.write(firstPageReservedSegment);
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// 解密后续数据块
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for (byte[] page : splitDataPages(fileContent)) {
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byte[] iv = Arrays.copyOfRange(page, page.length - 48, page.length - 32);
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byte[] body = Arrays.copyOfRange(page, 0, page.length - 48);
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byte[] reservedSegment = Arrays.copyOfRange(page, page.length - 48, page.length);
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deFile.write(doDecrypt(key, iv, body));
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deFile.write(reservedSegment);
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}
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}
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}
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} catch (Exception e) {
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e.printStackTrace();
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}
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}
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/**
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* 使用AES/CBC/NoPadding模式进行解密
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*
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* @param key 密钥
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* @param iv 初始化向量
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* @param input 待解密的数据
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* @return 解密后的数据
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* @throws GeneralSecurityException 抛出异常
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*/
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private byte[] doDecrypt(byte[] key, byte[] iv, byte[] input) throws GeneralSecurityException {
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Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
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SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
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IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);
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cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
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return cipher.doFinal(input);
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}
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/**
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* 将数据分割成多个页面
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*
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* @param fileContent 文件内容的字节数组
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* @return 分割后的页面列表
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*/
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private List<byte[]> splitDataPages(byte[] fileContent) {
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List<byte[]> pages = new ArrayList<>();
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for (int i = DEFAULT_PAGESIZE; i < fileContent.length; i += DEFAULT_PAGESIZE) {
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// 计算每个分割页面的结束位置
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int end = Math.min(i + DEFAULT_PAGESIZE, fileContent.length);
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byte[] slice = new byte[end - i];
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// 将数据复制到新的页面中
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System.arraycopy(fileContent, i, slice, 0, slice.length);
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pages.add(slice);
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}
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return pages;
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}
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/**
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* 检查密钥是否有效
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*
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* @param byteKey 密钥的字节数组
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* @param macSalt MAC盐值
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* @param hashMac 预期的MAC哈希值
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* @param message 消息内容
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* @return 如果密钥有效返回true，否则返回false
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* @throws Exception 抛出异常
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*/
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private boolean checkKey(byte[] byteKey, byte[] macSalt, byte[] hashMac, byte[] message) throws Exception {
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// 使用PBKDF2算法生成MAC密钥
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byte[] macKey = Pbkdf2HmacUtil.pbkdf2Hmac(ALGORITHM, byteKey, macSalt, 2, 32);
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Mac mac = Mac.getInstance(ALGORITHM);
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SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(macKey, ALGORITHM);
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mac.init(keySpec);
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// 更新MAC计算的消息内容
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mac.update(message);
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// 添加额外的数据到消息中
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mac.update(new byte[]{1, 0, 0, 0});
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// 比较计算出的MAC值和预期的MAC值是否相同
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return Arrays.equals(hashMac, mac.doFinal());
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}
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}
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```
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#### 源码地址
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+ https://github.com/xuchengsheng/wx-dump-4j
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+ `com.xcs.wx.service.impl.DecryptServiceImpl` |
