2024年4月27日发(作者：)
ISSN1009-3044
ComputerKnowledgeandTechnology
第15卷第36期(2019年12月)
电脑知识
与技术
Vol.15,No.36,
December.
2019
E-mail：jslt@
ComputerKnowledgeandTechnology
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Tel：+86-551-6569
iPhone备份文件加密模式及安全性研究
石奥迪
(公安部第三研究所，上海201204)
摘要：iPhone作为主流移动终端，在国内外的用户非常多。近几年，iOS系统已经迭代更新至iOS13，用户使用iTunes对
iPhone手机进行备份的文件结构也从iOS10开始发生了较大的变化。用户通过iTunes对iPhone手机进行备份时可以选择
对备份进行加密。理论上来说，没有备份密码的情况下，无论是用户还是取证鉴定机构都很难解密iPhone备份文件。该
文对iPhone备份文件的加密模式进行了深入的研究，并探究其加密模式的安全性。
关键词：iPhone备份文件；加密模式
中图分类号：TP393文献标识码：A
开放科学(资源服务)标识码(OSID)：
此文件包含备份相关
信息以及解密所需的
此文件包含了备份状
态、时间、是否为全备
份等信息
此文件为Plist文件，
包含了备份手机的相
关信息
此类文件为真正的备
一系列sha1字符串命
中记录
名的文件
Domain>-
份文件，其文件名与
否
否
KeyBag
否
文章编号：1009-3044(2019)36-0049-02
1背景
iPhone手机由于其流畅的界面UI，简约的工业化设计和前
沿的智能化思想成为越来越多用户首选的智能手机。与此同
时，iPhone的安全性也越来越高，自从iOS10开始，市面上已经
没有提供稳定越狱的工具，取证厂商只能通过iPhone备份数据
才能够获取到iPhone手机的隐私数据。倘若用户在此之前对
iPhone手机设置了备份密码，苹果厂商声称在没有备份密码的
情况下，iPhone备份文件是无法被暴力破解的。本文通过对
iPhone备份文件的加密模式进行研究，进而论证iPhone备份的
安全性。
2新版iPhone备份与旧版iPhone备份的区别
用户通过iTunes备份获得的备份文件保存路径如下：
WindowsXP：%HOMEPATH%ApplicationDataAppleCom⁃
puterMobileSyncBackup{UDID}
WindowsVista/7/8:%HOMEPATH%AppDataRoamingAp⁃
pleComputerMobileSyncBackup{UDID}
%APPDATA%AppleComputerMobileSyncBackup{UDID}
OSX:~/Library/ApplicationSupport/MobileSync/Backup/
{UDID}
2.1iOS10以前
的相对路径的对应关
是
系为：文件名=SHA1(<
旧版本备份文件目录结构如下图1所示：
iOS10之前的备份文件中包括如下文件：
表1
文件名称内容
此文件为iOS操作系
统特有的二进制数据
库文件，记录了备份
文件的相对路径、文
件名以及相对应的本
地文件名
否
加密备份中是否加密
图1
收稿日期：2019-10-29
基金项目：基于云的仿真和自动化测试技术研究(2019年基本科研业务费专项资金,所内编号C19352)
作者简介：石奥迪(1994—)，上海人，研究实习员，本科，主要研究方向为电子取证鉴定。
本栏目责任编辑：代影
网络通讯及安全
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2.2iOS10及其以后
iOS10以后的备份文件和目录结构都发生了变化。其中
记录了文件路径相关信息外，
文件变为了
对于加密的备份它还记录了每个
。后者为sqlite数据库，除
文件对应的加密密钥，在加密备份中文件也会被加
密。同时发生变化的还有备份文件的存储结构，由之前的同一
级目录存储变为了分级存储，新版备份文件会根据每个文件名
的前两个字符为文件夹名称创建父文件夹，文件名前两个字符
相同的文件会被归类到同一个目录下。新版本备份文件目录
结构如下图2所示：
图2
3iPhone备份文件加密模式
当使用iTunes创建一个加密的iPhone备份时，会在电脑上
自动生成一个与之对应的
PBKDF2
后，keybag
算法将备份密码经过
Backupkeybag，而这个keybag是使用
经过AESUnwrap算法进行加密之后作为密钥，
1000万次迭代运算生成的。之
再使
用AES-CBC-256算法对备份文件依次进行加密。
3.1iOS10以前
HamcSHA1
iOS10之前的系统在加密备份时，使用了PBKDF2With⁃
3.2iOS10及其以后
算法，经过若干次迭代后生成keybag。
HamcSHA1
iOS10及其以后的系统在备份时，首先使用PBKDF2With⁃
结果作为输入项，
算法对备份密码进行若干次迭代运算后，
使用PBKDF2WithHamcSHA256算法再次进
再将迭代
行若干次迭代运算生成最终的
的key记录在
文件通过
AESUnwrap
keybag。同时，系统还会对man⁃
文件中。
算法进行加密，并将加密该文件
4iPhone备份文件安全性探究
由上文得知，iPhone备份首先会对备份密码进行PBKDF2
哈希运算。接下来的加密过程都是基于PBKDF2算法的运算
结果进行的。备份文件的加密通过AES对称加密算法，众所周
知，AES为对称加密算法，在密钥已知的情况下，是可以解密出
加密信息的。因此，
KDF2
iPhone加密备份破解的关键点就在于PB⁃
4.1PBKDF2
算法的安全性。
Password-BasedKeyDerivationFunction2简称PBKDF2，它
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基于一个伪随机函数，例如iPhone备份加密是基于HMAC算
法，输入密码或口令以及一个salt值，并多次重复该过程以生成
派生密钥，该密钥可在后续操作中用作密码密钥。增加的计算
工作使密码破解变得更加困难，这就是所谓的密钥拉伸。
4.2PBKDF2函数定义
DK
PRF
=PBKDF2(PRF,Password,Salt,
Password
是两个参数的伪随机函数，
c,dkLen)
c
是生成派生密钥的主密码
输出长度为hLen
dkLen
是所需的迭代次数
DK
是所需的派生密钥的长度
派生密钥由
是生成的派生密钥
DK
dkLen/hLen
其中，
=T
个block块连接而成：
T
每个
1
+T
block
2
+...
通过函数
+T
dklen/hlen
F生成：
函数
i
=F(Password,
F由链式PRFs
Salt,
进行
c,i)
c次异或迭代的结果。PRF的第
一次迭代使用Password作为PRF的KEY，并将Salt与编码为大
端
Password
32位整数的
F(Password,
作为PRF
i连接起来作为输入。
其中：
Salt,
密钥，
PRF的后续迭代使用
c,i)
前一次
=U
1
^U
PRF
2
^...
计算的输出作为输入：
^U
c
U
U
1
=PRF(Password,Salt+INT_32_BE(i))
...
2
=PRF(Password,U
1
)
U
例如，
c
=PRF(Password,U
c-1
)
up_SALT,
DK=
iPhone
PBKDF2(HMAC
IOS10以前的系统备份加密的密钥使用：
−SHA1,
iPhone
ionCount,256)
backup_password,back⁃
backup_DPSL,
DK_TEMP
IOS10及其以后的系统备份加密的密钥使用：
backup_DPICIterCount,
=PBKDF2(HMAC−SHA256,
256)
backup_password,
ionCount,
DK=PBKDF2(HMAC−SHA1,DK_TEMP,backup_SALT,
在新版本的iOS系统中，
256)
尽管对备份密码进行了高强度的
哈希运算，但是由于其没有关联特定设备，理论上来说，可以通
过暴力碰撞获取到备份密码。当然，iTunes备份密码可以设置
数字、字母和特殊符号的组合，因此，可以通过高强度的密码组
合来抵抗密码碰撞，从而增加安全性。
参考文献：
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iPhone手机取证研究
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