QQ加密算法及QQ协议TCPF包结构分析

QQ加密算法概述: QQ使用的加密算法来源于一种称为TEA(Tiny   Encryption   Algorithm)加密算法。它是在1994年由英国剑桥大学的David   Wheeler和Roger   Needham所发明的一种加密方法。大概来说,它是使用128bit密钥加密64bit数据产生64bit输出的一种算法。这种算法的可靠性是通过加密轮数而不是算法的复杂度来保证的。

QQ使用16轮的加密(这是最低限,推荐应该是32轮)。

QQ在使用这个算法的时候,由于需要加密不定长的数据,所以使用了一些常规的填充办法和交织算法(也就是说,把前一组的加密结果和后一组的进行运算,产生新的结果)。

具体的填充算法是:原始字符串加上8个字节再加上填充字符数应该是8的倍数(至少填充2个字节)。填充后的字符串是这样组织的。第一个字节,为填充字符数减2   OR   上0xA8。后面是填充字节。然后是待加密的数据,最后是7个0。填充的字节一般是0xAD,但再0A1dD版本中,会使用随机的填充字符串。一般,我们会用解密后最后是否7个零来判断是否正确的解密。

交织算法:第一个64bits块,按照一般的TEA加密。下一个64bit块与上一组的加密结果XOR生成待加密数据,加密后与上一组的待加密数据XOR生成加密结果。

QQ包结构类型:

TCPF包我们把它分为5类:

登录请求包(LIP,LogIn   Packet),它是由客户端向服务器发出登录请求的数据包。

登录应答包(LRP,Login   Reply   Packet),它是由服务器响应客户端登录请求的数据包。

注销请求包(LOP,LogOut   Packet),它是由客户端向服务器发出注销登录请求的数据包,服务器对这个包不作应答。

客户端其它包(CSP,Client   Sent   Packet),它是由客户端向服务器发送的其它包。

服务器其它包(SSP,Server   Sent   Packet),它是由服务器向客户端发送的其它包。

包头:

所有TCPF包的前7个字节是包头,包头可以识别TCPF包的内容。包头的格式为:

第0字节:TCPF包标识:0x02。

第1-2字节:发送者标识。如果是0x01   0x00,表明是由服务器发送。客户端的标识与所使用的使用的QQ版本有关,目前最新版本QQ2003(0808)的标识为0x0A   0x1D。具体的协议的格式与这个字段所标识的客户端版本有关。目前我们以这个最新的0A1D版本来讨论。

第3-4字节:命令编号。具体的命令编号含义在《QQ协议概述》(Protocol   Overview.rtf)中有描述。如果这个字段是0x00   0x01,那么这是一个注销请求包。如果这个字段是0x00   0x22,而发送者标识是0x01   0x00,那么这是一个登录应答包。如果这个字段是0x00   0x22,而发送者标识是其它(例如0x0A   0x1D),那么这是一个登录请求包。其它的命令代码表明是其它包,我们通过发送者标识来区分它是CSP还是SSP。

第5-6字节:命令序列号。客户端和服务器都有各自的当前发送序列号。每初始发出一个指令的时候,使用当前的序列号,然后把当前序列号加一,如果超过   0xFFFF,就绕回。如果是响应对方发出的命令,则使用这个命令的序列号。例如,客户端当前的序列号为0x1110,它向服务发送一个0x0016命令,它使用0x1110这个序列号,服务器收到以后,返回一个序列号为0x1110的0x0016命令响应。下一次,客户端又发送一个0x0026命令,这一次它使用加一了的序列号0x1111,服务器也响应0x1111序列号的一个0x0026命令响应。如果这是服务器要向客户端发送0x0017命令,它使用它自己的当前序列号,比如说0x2220,客户端收到以后,也响应一个序列号为0x2220的0x0017命令应答。我们可以通过序列号来判断发出的指令是否已经得到了应答,如果没有,可以重发。服务器对收到的命令的序列号顺序没有要求。服务器也不会一定按照发出的顺序给予应答。

包尾:

所有的TCPF包都以0x03作为包尾。在包头和包尾中间的包数据则不同类型的包有所不同。

LIP包:

登录请求包的包数据格式为:

第7-10字节(4   bytes):发出登录请求的QQ号码。这是一个Big   Endian(高位在前)的unsigned   long型数值。例如:0x01   0x82   0x5D   0x90就是0x01825D90,转换为十进制是25320848,表明发出请求的QQ号是25320848。

第11-26字节(16   bytes):随机密钥。这个密钥由于加密后面的数据。QQ使用TEA算法来加密数据。它使用的是128bit(16   bytes)的密钥。在0A1D版本中,这个密钥已经固定为16个01。

第27-106字节(80   bytes):加密后的登录包数据。

LRP包:

从第7字节开始到包尾前:加密的登录应答包数据。解密的密钥随客户端版本的不同,有不同的可能。在旧有版本中,使用登录包的随机密钥,在后期的版本,使用用户QQ密码的MD5   Digest。在0A1D中,使用QQ密码的MD5   Digest的MD5   Digest(这体现了腾讯有多么的愚昧和无耻,为了改变而改变)。LRP包内数据很重要的是16个字节的Session   Key,它用来作为以后通讯的加密密钥。

LOP包:

它的序列号总是0xFFFF。不过,在新的版本中,好象已经没有了这个要求。

第7-10字节(4   bytes):发送注销登录请求的QQ号码。

第11字节到包尾前:加密的注销登录包数据。使用Session   Key作为密钥。

CSP包:

第7-10字节(4   bytes):发送请求的QQ号码。

第11字节到包尾前:加密的包数据。使用Session   Key作为密钥。

SSP包:

从第7字节开始到包尾前:加密的服务器发送包数据,使用Session   Key作为密钥。

以下是复制的QQAnalyzer分析结果,中括号中为分析后结果,貌似有部分错误,大家有没有好的方法旁路阻断QQ,我测试另一台主机复制数据发送相同的数据包不可以。

[NO.1 2012-05-31 08:47:20 091 SEND 87字节]
02 2D 3D 00 91 00 15 48 1D 93 F9 02 00 00 00 01
01 01 00 00 65 60 F2 16 D4 08 4F 42 C3 23 8A 2E
67 3D 64 67 A8 F4 51 44 E4 FE ED 28 58 38 85 E2
15 01 10 BD 92 A4 60 9D 66 EB ED 7E C3 15 EB 34
38 0B 57 5C 06 F1 C9 D0 DA 35 07 A5 CC 85 4C B5
72 E5 5B 51 BF 26 03
[
02 //包头
2D 3D //版本号
00 91 //命令
00 15 //包序号
48 1D 93 F9 //QQ号码:1209897977
02 00 00 00 01 01 01 00 00 65 60 //固定,QQ版本号不同则不同
F2 16 D4 08 4F 42 C3 23 8A 2E 67 3D 64 67 A8 F4 //0x91密钥
00 01 //固定两字节
00 00 08 04 01 E0 //0091Data01(在后面的命令里面要用到的)
00 00 03 64 00 00 00 01 00 00 11 D1 //0091Data02(在后面的命令里面要用到的)
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 //首次发送为15字节0
03 //包尾
]

[NO.2 2012-05-31 08:47:20 106 RECEIVE 103字节]
02 2D 3D 00 91 00 15 48 1D 93 F9 00 00 00 83 B3
70 FE 66 BC 51 C5 A7 3B 41 43 4B 48 41 41 98 61
3D AD A7 D9 B1 62 88 33 E9 7A 28 20 19 AD B5 E0
A0 6F 1B 3E 9E D7 81 DC 36 D7 B7 E2 45 0D 9F B7
8A 8F 39 AA 73 B1 6A 93 D4 86 17 92 B5 D9 28 31
43 1E 8E 8D 11 8E 7D C1 97 1E 78 D2 17 18 31 6D
39 15 C2 02 22 69 03
[
02 //包头
2D 3D //版本号
00 91 //命令
00 15 //包序号
48 1D 93 F9 //QQ号码:1209897977
00 00 00 //固定全为0
00 //接触成功
4F C6 BF A2 //登录时间:2012-5-31 8:47:30
7C 80 EB 2A //登录IP地址:124.128.235.42
00 00 00 00 00 00 00 00 //固定8字节0
00 38 //0091_Token长度:56字节
5D 8F 11 2E 54 78 6E 49 01 3E 9C E5 99 1A AA 37
F7 51 DD 2C B9 13 D8 CE 18 9E 8A 77 5C F7 7A 5A
20 CF F9 2D FE 14 35 D0 B8 4E DA 33 65 B9 C0 BF
85 E1 30 94 FC FE 66 B8
00 //接触成功
03 //包尾
]

具体的算法可以参考:http://www.ftp.cl.cam.ac.uk/ftp/papers/djw-rmn/djw-rmn-tea.html。

实现可以参考:http://abcn.net/crypto.htm。http://www.onexin.net/qq-encryption-algorithm-and-qq-protocol-tcpf-packet-structure-analysis/http://www.onexin.net/qq-encryption-algorithm-and-qq-protocol-tcpf-packet-structure-analysis/http://www.onexin.net/qq-encryption-algorithm-and-qq-protocol-tcpf-packet-structure-analysis/http://www.onexin.net/qq-encryption-algorithm-and-qq-protocol-tcpf-packet-structure-analysis/http://www.onexin.net/qq-encryption-algorithm-and-qq-protocol-tcpf-packet-structure-analysis/

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