关于纠正加密库在32位&64位环境下异常现象的处理总结

2021-06-07 本文已影响0人 GenialSir

加密库在不同位数下问题的定位与解决

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促进解决问题的原因

因项目是做数据安全方面，所以对应业务模块的代码使用C++来进行实现，且以生成SO（动态）库拱Java来调用。在项目之前版本中并未涉及到针对64位环境的兼容，一直在Android的armabi与armeabi-v7a下使用。因Google市场在20190801之后更新GooglePlay必须提供支持64位动态库的要求，当时因未能明确定位问题而将这一问题拖拉了下来，因为不影响国内使用。
随着国内应用市场也明确要求强制支持64位的支持，具体如图：

国内市场要求兼容64位的提醒通知.png

故解决这个问题的优先级也被排在前列，本着养成的没有解决不了的问题的理念，专心的去深耕细挖，最终一定会解决。

定位问题的方法

首先将加密库所涉及到的C++代码进行简易化搭建，剔除业务只关心加密，然后进行Debug调试，通过在AndroidStuido中的LLDB（LowLevelDebugger）动态调试工具进行C++代码运行时内存数据的分析。如图：

断点到的代码位置.png

比如查看ulkey这个字段在内存中的数值，通过命令 memory read --size 4 --format x --count 8 0x29a9e420，也可以简写为 memory read -s4 -fx -c8 0x29a9e420，实例如图：

内存地址数据查看.png

1. size：表示的是每个展示的值所占的字节数，可以使用1、2、4、8等，但要与显示的数据匹配。
2. format：表示的是显示类型x表示16进制，也可以指定f（float）、d（int）、u(unsigned int)等。
3. count：表示的是显示数值的个数。
4. 0x29a9e420：表示的是要调试的内存地址值。

加密数值在32位与64位的比较

需注意的事项

进行真机调试环境时，需特别注意，在进行C++代码的动态调试时，需要清楚手机处理器的位数是32位还是64位，因为32位的手机虽能在armeabi-v7a的环境进行动态调试但不能在arm64-v8a的环境下动态调试，反之亦然。所以这个特点需要注意，以免造成不必要的疑惑。相对配置如图：

对应动态库环境的配置.png

排查与定位

根据加密规则来准备对应的测试数据，在这里我准备了一个16bit的文件，目的是为了查看在32位的环境下它的数值与在64位的有什么不同！测试数据如图：

使用wxMedit查看测试数据16进制值.png

测试数据准备好后开始执行加密过程的动态调试，通过在不同位数的手机的调试后，发现了持有加密数值的ulbuf变量有差异，ulbuf定义如图所示：

ulbuf的定义.png

出现异样的代码位置.png

在执行SMS4F函数之前，uint32 ulbuf[36]的初始值在32位与64位都相同。ulbuf在32位执行SMS4F函数前的内存中数值如图：

32位执行SMS4F函数前的内存中数值.png
ulbuf在64位执行SMS4F函数前的内存中数值如图：

64位执行SMS4F函数前的内存中数值.png

在执行SMS4F函数之后的ulbuf在32位执行SMS4F函数后的内存中数值如图：

32位执行SMS4F函数后的内存中数值.png

ulbuf在64位执行SMS4F函数后的内存中数值如图：

64位执行SMS4F函数后的内存中数值.png

因为整体规则是以16byte(128bits)作为一个单位来进行的，ulbuf的定义为uint32（在宏定义为unsigned long int），且循环条件的定义为 i < 32。所以这块只需看前128byte就可以了。

解决与总结

在经过对比后，32位与64位在执行SMS4F函数后的ulbuf在原文0x52以后的明显不同，再通过代码 ulbuf[i+4] 发现每次执行SMS4F函数之前，是以4byte推动的。通过到这一步，明显发现uint32宏定义的unsigned long int有些猫腻，因为在32位与64位的环境下，它的数值分别是占4byte与8byte。之前的定义如图：

uint32之前的定义.png

修改后的宏定义uint32如图：

uint32修改后的定义.png

通过前面步骤定位到核心问题，之前因配置64位处理器（arm64-v8a）的场景无法正常加解密的问题也自然迎刃而解。也发现了C/C++在AndroidStudio中出现异样的新的排查与解决思路，不单单只有查看Variables参数、Log等方案，还有通过LLDB利器来进行“疑难杂症”的定位与解析。

希望这篇文章对大家定位类似的问题有所帮助与启发，有什么不足与修改之处请留言告知，不胜感激。

久有凌云志，重上井冈山。千里来寻故地，旧貌变新颜。
到处莺歌燕舞，更有潺潺流水，高路入云端。过了黄洋界，险处不须看。
风雷动，旌旗奋，是人寰。三十八年过去，弹指一挥间。
可上九天揽月，可下五洋捉鳖，谈笑凯歌还。世上无难事，只要肯登攀。