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前提:
1. 加密文档:指Wookbook级的加密,就是在Save Excel文档时在General Settings中设置open password之后的文档;
2. 打开:需要用户传入密码。并非破解。但请勿将本文方法添加暴力模块使用 :-) ;
3. 本文涉及较多为,密钥计算,关于解密细节请参考微软相关文档;
使用的加密算法: RC4, SHA1, MD5, AES-128(其中RC4并不包含在所有版本的.NET Framework中,AES算法可以在.NET Framework 3.5中找到)
本文示例依赖 .NET Framework 3.5
A. Biff8 的加密文档读取
1. 通过文档中FILEPASS的record取得,文档的加密信息(关于Biff文档的格式问题,请参阅Biff的微软文档)
其中Biff8可以使用两种方法加密:Biff8标准加密算法和Biff8扩充加密算法。本文主要讨论最常用的Biff标准加密算法
2. 通过FILEPASS的结构,获得如下信息:
salt(加密随机数,16 bytes)
password verifier (密码效验器,16 bytes)
password verifier hash(密码效验器Hash,16 bytes)
3. 通过以上信息,生成解密key。并通过密码效验器,验证密码:
i. 将密码转化成unicode数组,并进行MD5 Hash;
ii. 将hash结果与salt串联,然后将byte数组,反复串联16次(336 bytes) ,然后再进行MD5 Hash;
iii. 将上步hash结果的前五位,串联上4 bytes的block值(在密码验证阶段为0,在以后解密阶段为block的index) ,然后进行MD5 Hash;
iv. 将上步hash结果的前16位,作为key
v. 使用RC4对称加密算法,将password verifier和password verifier hash分别解密,然后对password verifier的解密结果进行MD5 hash,其值应和password verifier hash的解密结果一致,即为密码正确。
vi. 之后进行逐个record的解密。excel biff8加密原则基本为,record的标示不加密,长度不加密,个别record不加密(见文档);另外,在record解密时,还需要通过block的值重新计算解密key,block的大小为1024.
4. 详细请参照示例代码;
B. OpenXML(ECMA-376) 加密文档的读取
1. 通常来说,xlsx文件相当于一个zip文件,可以用zip程序,直接打开。而在加密后,为了安全性考虑,微软使用了 structured storage(一种OLE文档存储方式)存储(可以用7-zip或者OLE document viewer打开,windows也有相应API来 *** 作此类结构)。在上述文档中,有一个叫做“EncryptedPackage”加密的package,就是一个zip包通过AES算法进行加密之后的结果。我们将使用和A一样的方式来检查密码,但生成key的岁州顷方法不同;OpenXML的加密类型也有多种,我们这里就讨论常用的用AES-128进行加密的流程;
2. 通过文档的“EncryptedInfo”部分,需要过迹判的一下信息(关于此部分的结构,请参考[MS-OFFCRYPTO].pdf)
salt(加密随机数,16 bytes)
password verifier (密码效验器,16 bytes)
password verifier hash(密码效验器Hash,32 bytes)
3. 通过以上信息,生成解密key。并通过密码效验器,验证密码:
i. 首先,定义一个H函数,其有两个输入,内部使用SHA1算法将两个输入串联之后的结果hash返回;
ii. 先将salt与password(password的unicode数组)进行H计算,h = H(salt, password) ;
iii.然后设iterator为0x00000000,将其转为4byte的数组,然后进行H计算,h1 = H(iterator, h)
iv.将上面的iterator递增一,然后再与h1进行H计算,h2 = H(iterator,h1),然后将这个递增和计算过程重复50000次,最后计算过的iterator为49999即可;
v. 现在有计算结果h50000,将h50000再与0x00000000(4 byte数组)进行H计算,Hfinal = H(h50000, 0x00000000);
vi. 生成一个64byte的数组,将每位都初始化成0x36,然后将这个数组与Hfinal异或;(关于这个地方,微软文档中写的有错误,按照原文的方法生成的key不正确,要不是文档的作者回信告诉我要使用这个法子,就算我想破头也想不出来啊 T__T)
vii.将异或结果,进行SHA1 hash,结果的前16byte就是解密的key;
viii.初始化AES算法,key长度为128,模式为ECB模式,Padding为none; 然后将password verifier 和password verifier hash分别解密;
ix. password verifier 解密后的SHA1 hash结果应该与password verifier hash解密后的前20byte相同;
4. 关于"EncryptedPackage" 的解密则更为简单,只许将“EncryptedPackage”读入,去除前8byte的size信息后,进行AES解密,即为未加密的标准openxml文档。
参考:
[MS-OFFCRYPTO].pdf
[MS-XLS].pdf
ECMA-376 standards
Reply by "winnow", 2008-09-10, 1:17
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总结一下, 关于这两种基于密码的加密方法, 基本上都是基于RFC2898 建议, 思想是这样:
输入是用户的密码:password, 输出是提供给加密函数的密钥:key.
考虑安全, 需要使同样的password生成的key不一样, 这样用相同的password加密后的结果就无法比较. 需要一个随机数salt.
另外, 为了使暴力破解的代价增大, 考虑使用一个循环多次的过程, 需要循环次数:iteration_count.
概念上, 生成方法为: 将password和salt进行某种运算, 配合一个Hash函数, 以某种方式循环iteration_count次, 在最后的结果里取一部分作为key输出.
具体参照RFC2898中的建议方法PBKDF1和PBKDF2.
这样, 用户输入的密码与一个随机数组合, 经过一定代价的运算, 就生成了可以供加密函数使用的密钥. 使用这个密钥和一个加密函数, 就可以进行加密了.
在应用中, 为了快速判断密码是否错误. 生成一个随机数verifier, 用一个Hash函数计算verifier的hash值:verifier_hash, 分别加密verifier和verifier_hash并保存.
解密的时候, 先分别解密出verifier和verifier_hash, 计算verifier的hash值, 与verifier_hash比较, 如果一致, 即说明密码正确.
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