手機(jī)支付的安全研究

葉杰峰　張永晟　張涵　劉穎

摘要：新的手機(jī)支付方式的出現(xiàn)，改變了以往支付的格局并以井噴之勢(shì)得到發(fā)展。隨后，保證手機(jī)支付安全也就成了進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。文中從智能手機(jī)物理機(jī)制漏洞、智能手機(jī)應(yīng)用程序漏洞、智能手機(jī)支付其他方面的威脅三個(gè)方面闡述手機(jī)支付潛在的威脅，并提出了利用技術(shù)手段、提高用戶手機(jī)安全意識(shí)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立信用黑名單機(jī)制、完善相關(guān)法律制度等相應(yīng)的解決措施，為手機(jī)支付的安全保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞：手機(jī)支付；軟硬件漏洞；無(wú)線安全；法律法規(guī)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）19-0260-03

隨著電子商務(wù)的成長(zhǎng)，現(xiàn)有現(xiàn)金支付體系已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了電子商務(wù)成長(zhǎng)的需求，各大金融機(jī)構(gòu)開(kāi)始進(jìn)行網(wǎng)上銀行等多種支付方式嘗試，而手機(jī)支付由于其方便快捷的支付而受到廣大用戶的青睞，發(fā)展迅速。然而，在這簡(jiǎn)單的背后，其安全性也漸漸走進(jìn)人們的視野，，因此我們很有必要以智能手機(jī)支付為中心分析其安全問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)際可行的方案提高手機(jī)支付的安全性。

1 智能手機(jī)支付發(fā)展的近況

自2011起，智能手機(jī)得到普及并伴隨著3G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，大量應(yīng)用軟件從電腦端轉(zhuǎn)向了手機(jī)端，手機(jī)購(gòu)物也愈發(fā)得到發(fā)展。某公司推出的“光棍節(jié)”和“雙12”[1]締造驚人業(yè)績(jī)的背后，手機(jī)購(gòu)物鎖占的比重越來(lái)越大，平均每七個(gè)用戶在用電腦訪問(wèn)的同時(shí)就有一個(gè)手機(jī)用戶在使用其公司推出的APP進(jìn)行購(gòu)物的相關(guān)操作，并漸漸地改變著人們的生活習(xí)慣，是人們的碎片時(shí)間得到了填補(bǔ)，人們對(duì)生活更加滿意更加充滿興趣。用戶只需要按其步驟進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作便可得到個(gè)人專屬的應(yīng)用體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)購(gòu)物、繳費(fèi)、投資、還款、轉(zhuǎn)賬，手機(jī)充值、出行旅游與計(jì)劃安排等遠(yuǎn)程非面對(duì)面支付功能。不僅如此，它的服務(wù)更加全面，技術(shù)支持安全可靠，很好地解決了傳統(tǒng)面對(duì)面支付的費(fèi)力與繁瑣。

2 智能手機(jī)支付存在的威脅

目前我國(guó)的移動(dòng)支付產(chǎn)業(yè)還處于上升期，安全性是手機(jī)支付最核心的問(wèn)題，大部分手機(jī)還沒(méi)有安全軟件的全方位保護(hù)，這為黑客發(fā)揮技術(shù)又是提供了更為廣闊的空間。

2.1 智能手機(jī)物理機(jī)制漏洞

許多智能手機(jī)設(shè)置了原廠安裝的九宮格鎖，以及安裝QQ、微信、支付寶等APP軟件，可以通過(guò)技術(shù)手段繞過(guò)安全防護(hù)直接進(jìn)入手機(jī)界面。打開(kāi)手機(jī)屏幕后，要求繪制解鎖圖案才能打開(kāi)手機(jī)。該圖案由九個(gè)點(diǎn)組成，必須同時(shí)滿足三個(gè)條件才能設(shè)置或者解鎖：至少連接的點(diǎn)數(shù)為四、最大連接的點(diǎn)數(shù)為九、設(shè)置的點(diǎn)互斥即不重復(fù)。

解鎖屏幕鎖的2種方式：

（1）把手機(jī)連接至電腦并安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，同時(shí)在網(wǎng)上下載一個(gè)名叫“刷機(jī)大師”[2]的PC端軟件。因?yàn)槭謾C(jī)未經(jīng)ROOT，所以必須用刷機(jī)大師對(duì)手機(jī)進(jìn)行獲取最高權(quán)限即ROOT，重啟以后再點(diǎn)擊“清除鎖屏密碼”。之后手機(jī)屏幕鎖早已經(jīng)消失，煥之的是平常一樣的屏幕鎖，滑動(dòng)即可進(jìn)入主頁(yè)面。

該P(yáng)C軟件最初的初衷是解決不會(huì)安裝應(yīng)用軟件，為求方便、快捷忘記手機(jī)屏幕鎖的一些人，但如果被特定的人利用，相冊(cè)里面的含有個(gè)人信息的照片、短信、聯(lián)系人特別是有親屬關(guān)系的人（通常會(huì)被備注“爸爸”“媽媽”），QQ、微信、支付寶等安全性的后果可想而知。

（2）根據(jù)手機(jī)屏幕九宮格的特點(diǎn)，可以明確圖案的總數(shù)：4個(gè)點(diǎn)為9×8×7×6=3024，5個(gè)為15120，6個(gè)為60480，7個(gè)為181440，8個(gè)、9個(gè)均為36288，則總數(shù)為485824個(gè)。這個(gè)數(shù)字相對(duì)于現(xiàn)在的破解技術(shù)來(lái)說(shuō)復(fù)雜度并不高，破解相當(dāng)容易，只要一個(gè)字典進(jìn)行暴力破解即可，或者直接用命令行執(zhí)行RM[3]。不過(guò)為了讓用戶明白具體的運(yùn)行機(jī)制，我們對(duì)其過(guò)程進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)。

打開(kāi)九宮格設(shè)置圖案，隨意畫(huà)一個(gè)九宮格圖案。雖然手機(jī)上顯示給我們的是簡(jiǎn)單的圖案，可智能手機(jī)已經(jīng)把每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化組成一串?dāng)?shù)字并通過(guò)某種加密方式進(jìn)行了存儲(chǔ)，保存到手機(jī)系統(tǒng)文件夾中，即：手勢(shì)圖案→數(shù)字轉(zhuǎn)化加密→密文存儲(chǔ)。該系統(tǒng)對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了如下定義：第一個(gè)點(diǎn)為00，從左往右依次為01、02直至08，如圖1所示。所以我們隨意畫(huà)的九宮格圖案所構(gòu)成的數(shù)字串000102050807060304。由于加密算法SHA1是不可逆的，我們只能用測(cè)試的方法進(jìn)行對(duì)比求證，文本內(nèi)容為000102050807060304 文本長(zhǎng)度為18 字節(jié)。該文本的MD5為E73ED4F6CA7C3274774BFFA3C0B2F2AC，SHA1為03F0 65F391392340D3E3A45C5EF80B90B0FDEC7D。計(jì)算好密文后系統(tǒng)會(huì)將密文自動(dòng)保存在手機(jī)的gesture，key文件中，我們利用控制臺(tái)命令導(dǎo)出到PC端。經(jīng)測(cè)試用十六制編輯器[4]打開(kāi)可以正確顯示密文，否則會(huì)出現(xiàn)亂碼。與gesture，key文件中的密文進(jìn)行對(duì)照03F065F391392340D3E3A45C5EF80B90B0FDEC 7D。其結(jié)果一樣。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)解鎖手機(jī)屏幕的方式，我們已經(jīng)成功地進(jìn)入了手機(jī)的主界面，便可隨心所欲的翻看相冊(cè)、通話記錄、聯(lián)系人、短信、QQ、微信、支付寶，獲取有價(jià)值的信息。

圖1 各點(diǎn)的編號(hào)和所畫(huà)的圖案

2.2 智能手機(jī)應(yīng)用程序漏洞

對(duì)手機(jī)某支付軟件進(jìn)行分析試驗(yàn)，通過(guò)修改數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入該支付軟件的主界面，登錄自己的賬戶及設(shè)置相應(yīng)的手機(jī)密碼，根據(jù)智能手機(jī)的屏幕鎖的思路對(duì)其進(jìn)行分析，對(duì)次數(shù)限制進(jìn)行突破，用某手機(jī)助手進(jìn)行文件定位。根據(jù)其文件結(jié)構(gòu)及文件命名的方式和特點(diǎn)，lipayclient.adb可能保存有我們?cè)O(shè)置的密碼，導(dǎo)出本地后用SQLite Expert Personal 3打開(kāi)，發(fā)現(xiàn)userinfo保存了用戶名、手勢(shì)密碼、手機(jī)號(hào)、輸入錯(cuò)誤次數(shù)等信息[5]，顯然這些都是被加密了，如圖2。

圖2 加密后的userinfo

我們用ApkIDE[6]對(duì)其APP進(jìn)行apk解包分析，然后搜索gestureErrorNum，結(jié)果如圖3所示。

圖3 搜索關(guān)鍵字gestureErrorNum

經(jīng)過(guò)分析定位，在C：＼Users＼凱迪＼Desktop＼手機(jī)安全ApkIDE3＼ApkIDE＼Work＼com.eg.

android.AlipayGphone＼smali＼com＼alipay＼mobile＼framework＼service＼ext＼security＼dao下找到UserInfoDao.smali。截取了部分代碼：

invoke-virtual {v1， v0}

...

set getGestureErrorNum （Ljava/lang/String；）V

：cond_1

const-string/jumbo v0， "gestureSkip"

invoke-interface {v2， v0}， Landroid/database/Cursor；-> getGestureErrorNum （Ljava/lang/String；）I

move-result v0

const/4 p3， -0x1

invoke-virtual {v1， v0}，

Lcom/alipay/ UserInfo；->setGestureSkip（Z）V

：cond_4

invoke-interface {v2， v0}， Landroid/database/Cursor；-> getGestureErrorNum Ljava/lang/String；）I

const/4 v3， -0x1

if-eq v0， v3， ：cond_5

經(jīng)過(guò)對(duì)比分析我們把UserInfoDao.smali文件中的p3的值改成0.保存修改文件然后進(jìn)行打包安裝，隨意輸入各種手勢(shì)的密碼，該支付APP始終顯示“密碼錯(cuò)了，還可以輸入5次”的字樣。至此，手勢(shì)密碼中錯(cuò)誤限制已經(jīng)被我們解除了，可以進(jìn)行字典破解的方式進(jìn)行獲取手勢(shì)密碼。但為了更好地贏得打開(kāi)界面的時(shí)間，我們進(jìn)行g(shù)esturePwd的修改。在數(shù)據(jù)庫(kù)中存在著用手勢(shì)密碼的存儲(chǔ)段，搜索gesturePwd函數(shù)，經(jīng)過(guò)一一排除，最終定位了e.smali的文件，在文件的69行有段關(guān)于a函數(shù)的跳轉(zhuǎn).由于代碼比較長(zhǎng)，把關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行了注釋：

#取得UserInfo內(nèi)容

#在getGesturePwd函數(shù)取得手勢(shì)密碼

#StringBuilder得到明文手勢(shì)密碼的值

#在 getUserId函數(shù)上用DES進(jìn)行加密獲取user id

#StringBuilder取得userid

#寄存器v0取得字符串，該字符串取得輸入手勢(shì)的密碼+加密后的userid

#調(diào)用sha1加密算法并得出hash值

#在getGesturePwd函數(shù)上取得手勢(shì)密碼

#比對(duì)輸入的密碼和正確的密碼

...

move-result v0

if-eqz v0， ：cond_1

看到最后2行，這個(gè)便是跳轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，若返回false便會(huì)跳轉(zhuǎn)到cond_1。該cond_1的主要作用便是獲取當(dāng)前輸入的錯(cuò)誤次數(shù)，然后再加上1，之后再次調(diào)用函數(shù)進(jìn)行重新記錄。如果2個(gè)字符串相同，錯(cuò)誤次數(shù)便被記錄為0。此時(shí)在if-eqz v0， ：cond_1前加patch v0保存修改編譯打包，然后隨意輸入手勢(shì)密碼即可進(jìn)入主界面。如果該手機(jī)開(kāi)啟了小額免密支付[7]，這個(gè)資金已經(jīng)被“消費(fèi)”了。

2.3 智能手機(jī)支付其他方面的威脅

2.3.1 用戶的行為習(xí)慣

用戶使用手機(jī)的行為習(xí)慣很大程度地決定手機(jī)的安全機(jī)能，如果用手機(jī)經(jīng)常購(gòu)物，像財(cái)付通、支付寶、微信支付[8]等業(yè)務(wù)或者控件肯定處于開(kāi)通狀態(tài)，并綁定了手機(jī)號(hào)、銀行卡、身份證信息，同時(shí)為了方便通常都是默認(rèn)保存密碼、默認(rèn)自動(dòng)登錄，或把自己的身份證信息、銀行開(kāi)信息拍成照片保存在手機(jī)里，更有甚者連屏幕的九宮格鎖都不進(jìn)行設(shè)置，如此這些行為為手機(jī)支付的安全埋下了隱患，萬(wàn)一手機(jī)丟失這將是一種潛在的俄威脅，無(wú)形的漏洞。

2.3.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在不安定因素

手機(jī)支付常使用的是WAP標(biāo)準(zhǔn)和WLAN的802.11標(biāo)準(zhǔn)，WAP中的WTLS協(xié)議僅僅加密有WAP發(fā)送到WAP網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)SSL傳至網(wǎng)關(guān)上有短暫時(shí)間處于明文狀態(tài)[9]。

3 手機(jī)支付安全應(yīng)采取的對(duì)策

3.1 利用技術(shù)手段提高安全性

手機(jī)用戶應(yīng)該安裝手機(jī)安全軟件，保護(hù)手機(jī)的安全性。手機(jī)安全軟件是一套軟件體系，它應(yīng)具有病毒查殺、騷擾攔截、軟件權(quán)限管理、手機(jī)防盜及安全防護(hù)功能，用戶流量監(jiān)控、空間清理、體檢加速、軟件管理等高端智能化功能也是現(xiàn)在絕大部分手機(jī)安全軟件的功能。

3.2 提高用戶手機(jī)安全意識(shí)

手機(jī)支付安全最大的威脅來(lái)自于用戶，手機(jī)用戶應(yīng)加強(qiáng)支付安全方面的意識(shí)，對(duì)重要提醒信息應(yīng)該認(rèn)真閱讀，切忌一鍵式“下一步”。同時(shí)對(duì)每個(gè)應(yīng)用程序設(shè)置單獨(dú)的安全性好的密碼，切忌“密碼一卡通”。用戶可以根據(jù)應(yīng)用軟件的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、特征、版本號(hào)來(lái)設(shè)置密碼，即一個(gè)程序一個(gè)密碼。手機(jī)用戶的支付要有跡可循，如果發(fā)生了支付頁(yè)面跳轉(zhuǎn)，中間的流程有可能無(wú)法掌握，全額賠付有待商榷[10]。

3.3 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立信用黑名單機(jī)制

國(guó)家的相關(guān)部門應(yīng)統(tǒng)一手機(jī)支付技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，劃定安全技術(shù)的實(shí)施范圍，督促運(yùn)營(yíng)商完善相關(guān)設(shè)施。建立健全支付信用等級(jí)制度和黑名單時(shí)效制度。消除信用的灰色層面，清理信用死角。

3.4 完善相關(guān)法律制度

我國(guó)雖有幾部關(guān)于電子支付范疇的法律法規(guī)，如《非金融機(jī)構(gòu)支付管理辦法》、《電子支付指引》[11]，這些法律的立法層次不高，法律體系不健全，執(zhí)行起來(lái)有難度等問(wèn)題，所以我國(guó)應(yīng)該從橫向和縱向建立相關(guān)的法律制度，為手機(jī)支付提供依靠力與執(zhí)行力。

智能手機(jī)支付的優(yōu)勢(shì)明顯，市場(chǎng)前景廣闊，但由于手機(jī)支付的安全性制約著發(fā)展。只有手機(jī)用戶的安全意識(shí)得到提高，用戶養(yǎng)成合理安全的操作習(xí)慣，國(guó)家建立統(tǒng)一的手機(jī)支付技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管體系，手機(jī)支付將會(huì)迎來(lái)一個(gè)春天，為我國(guó)這個(gè)產(chǎn)業(yè)提供嶄新的發(fā)展平臺(tái)，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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