利用AWS Lambda和iOS捷径实现手机一键开小区门禁

2021-10-20 本文已影响0人 simpleapples

我住的小区使用了一个叫守望领域的智能门禁系统，可以通过手机App开小区门禁和单元门，但是用App开门需要经过四五步：打开App→进入开门界面→找到需要开的门→点击开门。

加上戴口罩时候解锁手机需要输入密码，导致整个流程非常耗时，经常需要站在小区门口和单元门口操作半天，有一段时间我甚至养成了携带实体门禁卡的习惯，实体门禁卡开门要快很多。

最近又开始忘带门禁卡，苦恼之余发现iOS在锁屏界面右划可以免解锁直接进入spotlight界面，这个界面可以添加捷径，如果能写一个捷径去调用守望领域App的API开门，就可以实现手机免解锁一键开门。

查找 API

首先需要通过Charles之类的软件查找App调用的API，配置Charles查看App请求的方式不再赘述，Google一下可以看到很多教程。直接看结果Charles的结果，可以看到api.lookdoor.cn是这个软件所请求的API域名。

打开软件发的请求非常多，经过操作和请求的对比可以看到，发送开门指令调用的API是：/func/hjapp/house/v1/pushOpenDoorBySn.json?equipmentId=xxxxxx 这个路径。

详细查看这个请求可以发现，equipmentId指的就是小区门的Id，接口使用cookie做认证，只要将cookie带上就可以模拟开门指令。

第一次尝试

打开iOS捷径App，创建一个新捷径，App调用API使用了POST请求，搜索Get contents of这个动作来实现发送POST请求。

通过Charles找到要开的门的URL填入，Method选择POST，Headers里填入Cookie进行认证，内容直接从Charles复制就可以，尝试运行，it works!

接下来把这个捷径添加到Spotlight界面，锁屏界面右划点一下，就可以实现一键开小区门禁，和打开App的四五步操作相比，确实省时省力。拿着新配好的捷径去上班，下班回到小区想试一把一键开门，结果又被困到门口了，上午还正常的捷径竟然失效了，打开一看API报登录超时，有可能是Cookie里的SESSION_ID过期了。

分析登录过程

再次用Charles抓包，分析登录相关的API，会发现主要是这两个：

/func/hjapp/user/v2/getPasswordAndKey.json：获取AES Key的API
/func/hjapp/user/v2/login.json?password=xxxxxx：登录API

通过分析，用时序图来表示这部分的交互逻辑：

登录过程清楚了，但是其中使用AES_KEY对密码进行加密的配置还是不清楚的，使用一个工具来尝试通过密文和AES_KEY来解密：http://tool.chacuo.net/cryptaes

输入密钥和密文，使用各种配置进行解密，当能够解出内容的时候，证明我们找到了加密的配置，可以看到BlockSize=128，padder使用的是pkcs7padding，加密模式是ECB。解密出来的字符并不是我们的密码，看着像是md5过的，用 echo -n xxxxxx | md5sum 把密码md5一下，对上了。看来服务端校验的是单次md5后的密码。

到这里登录逻辑已经搞清了，但是iOS捷径无法实现AES加密，单纯依托捷径来实现开门已经不可行了，需要搭建一个后端服务来计算密文。既然躲不过麻烦要搭建服务，不如把登录、开门整个流程都放在服务上，这样iOS捷径只需要一个请求就可以完成开门动作了。

考虑到登录开门的逻辑很简单，也就是3个HTTP请求+AES加密，直接在裸服务器上从0搭建步骤多成本高，要自己申请虚机、部署HTTP Server、Web App，还需要申请SSL证书，不仅初次搭建要搞个一两天，后续对机器和证书的维护也需要大量时间，成本极高。

最好是有服务能直接托管一段Python代码，第一时间想到的是Leancloud，一个Serverless服务提供商，但是实操过程中发现，由于政策要求Leancloud已经不提供域名了，绑定自己的域名也需要进行备案。这意味着只能选择一家海外Serverless服务商，看来看去AWS Lambda应该可以满足要求，试一下。

使用 AWS Lambda 搭建服务

AWS Lambda是一个Serverless服务，可以直接托管一段函数，省去配置服务和基础设施的麻烦。搭建一个Python的Serverless服务需要准备这么几件事：

新建函数，编写代码
添加API Gateway Trigger，确保函数可以通过HTTP请求调用
配置函数的运行环境，增加一个层（Layer），这个层里打包进AES加密需要的cryptography和HTTP请求需要的requests

1. 函数代码

首先上代码，需要填写自己的手机号、md5后的密码、设备ID（可以用Charles获取）等字段，粘贴到Lambda的在线编辑器中。

import json
import requests
import base64
import urllib.parse
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.primitives import padding

PHONE = ''
PASSWORD_MD5 = ''
DEVICE_ID = ''

def encrypt(key, msg):
    cipher = Cipher(algorithms.AES(str.encode(key)), modes.ECB())
    encryptor = cipher.encryptor()
    padder = padding.PKCS7(128).padder()
    msg = padder.update(str.encode(msg)) + padder.finalize()
    ct = encryptor.update(msg) + encryptor.finalize()
    return base64.b64encode(ct)

def lambda_handler(event, context):
    resp = requests.post('https://api.lookdoor.cn:443/func/hjapp/user/v2/getPasswordAesKey.json?')
    cookie = resp.headers['set-cookie']
    aes_key = resp.json()['data']['aesKey']
    password_encypted = urllib.parse.quote_plus(encrypt(aes_key, PASSWORD_MD5))
    
    url = f'https://api.lookdoor.cn:443/func/hjapp/user/v2/login.json?password={password_encypted}&deviceId={DEVICE_ID}&loginNumber={PHONE}&equipmentFlag=1'
    requests.post(url, headers={'cookie': cookie})
    
    equipment_id = event['queryStringParameters']['equipment_id']
    url = f'https://api.lookdoor.cn:443/func/hjapp/house/v1/pushOpenDoorBySn.json?equipmentId={equipment_id}'
    resp = requests.post(url, headers={'cookie': cookie})
    return resp.json()

代码首先通过API获取AES_KEY和SESSION_ID，然后使用AES_KEY对密码进行加密，接下来调用登录接口将获取的SESSION_ID绑定到当前账户，接下来根据请求传入的设备ID（门的ID）来发送开门指令。

点击Deploy部署，然后运行测试，会出现超时的报错，这是因为Lambda函数默认的执行器内存大小是128MB，超时时间是3s，在配置页面把内存改大一些，超时时间设置为10s就可以了。

2. 添加 API Gateway Trigger

一个Lambda函数可以被多种形式触发执行，因为要使用捷径通过HTTP请求调用，所以加一个API Gateway Trigger，添加后会自动为函数生成一个URL，通过这个URL就可以直接调用函数。

3. 添加包含依赖的 Layer

代码中使用了 requests 和 cryptography 这两个第三方库，Lambda不支持使用pip直接安装这些依赖，而是需要我们在把依赖打成zip包上传成为容器的一层Layer，添加到函数镜像中。需要注意的是，Lambda函数执行的环境是Linux，对于cryptography这个库需要打包Linux版的才可以正常使用。

由于日常使用的是Mac，所以在AWS上申请一台Ubuntu 20的EC2实例，登录实例后使用如下命令安装依赖，并打包成zip文件：

mkdir python
pip install -t python cryptography
pip install -t python requests
zip -r python/*

在AWS上创建一个新的Layer，并将生成的python.zip上传到Layer上。尝试通过URL访问写好的Lambda函数，可以看到开门指令已经成功下发。

配置iOS捷径

打开iOS捷径App，创建一个新捷径，搜索Get contents of这个动作，填入Lambda函数的URL和门的ID。由于API Gateway并没有配置认证，所以其他参数默认即可。如果有安全方面的顾虑，可以自己实现一个简单的Token认证或添加Lambda提供的JWT认证。点击执行，接口返回成功，证明整个流程已经跑通，以后就可以用这个捷径给自己和外卖小哥开门了。

总结

一开始本想用自定义一个iOS捷径的方式来实现一键开门禁，但为了实现SESSION_ID自动更新，不得不基于AWS Lambda搭了一个后端服务来模拟App的行为，所幸AWS Lambda提供了低成本的构建方案，包括搭建服务和配置SSL证书都可以几乎0成本的完成，免费套餐政策也能让这个服务长期跑着而不产生任何实际花费。