Oracle10g unwrap技术分析

0x01 前言

Oracle为PL/SQL开发者提供的一种对他们所写的代码（oracle下的对象Package、Procedure、Function、Java Source等）进行加密的工具。当PL/SQL代码被加密以后，它就被描述为被“包装过”。使用wrap工具对代码进行包装，wrap工具会取出含有要包装的代码的文件名并输出下面的文件：
wrap iname=plain.sql oname=encrypted.plb
因为代码被加密了，所以其细节被隐藏了，而且Oracle不提供解包装设备。但是我们可以编写我们自己的unwrap程序。

0x02 对象加密

Oracle为了防止自己的对象程序源码泄露，也对其做了wrap处理。因为许多PACKAGE、PROCEDURE等程序本身可能存在SQL注入漏洞，但是如果得不到源码，对其进行审计是很困难的。这样wrap在一定程度上也起到了保护作用。
这里随便找一个Oracle的PACKAGE为实例，这里我们找到dbms_hs包程序，其代码如图所示：

很明显代码被加密了。

0x03 Oracle Wrap的算法机制

Oracle加密的原理就是先对源码进行lz压缩lzstr，然后对压缩数据进行SHA-1运算得到40位的加密串shstr，然后将加密串与压缩串拼接得到shstr+lzstr，然后对拼接后的字符串进行Oracle双字符转换（转换表）。最后将转换后的字符串进行base64编码，最终得到wrap的加密串。
关于LZ压缩，这里用老外提供的一个JAVA包，代码如下：

 

create or replace java source named MY_COMPRESSasimport java.io.*;import java.util.zip.*;public class MY_COMPRESS{  public static String Inflate( byte[] src )  {    try    {      ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream( src );      InflaterInputStream iis = new InflaterInputStream( bis );      StringBuffer sb = new StringBuffer();      for( int c = iis.read(); c != -1; c = iis.read() )      {        sb.append( (char) c );      }      return sb.toString();    } catch ( Exception e )    {    }    return null;  }  public static byte[] Deflate( String src, int quality )  {    try    {      byte[] tmp = new byte[ src.length() + 100 ];      Deflater defl = new Deflater( quality );      defl.setInput( src.getBytes( "UTF-8" ) );      defl.finish();      int cnt = defl.deflate( tmp );      byte[] res = new byte[ cnt ];      for( int i = 0; i < cnt; i++ )        res[i] = tmp[i];      return res;    } catch ( Exception e )    {    }    return null;  }}/alter java source MY_COMPRESS compile/create or replace package mycompressis  function deflate( src in varchar2 )  return raw;--  function deflate( src in varchar2, quality in number )  return raw;--  function inflate( src in raw )  return varchar2;--end;/create or replace package body mycompressis  function deflate( src in varchar2 )  return raw  is  begin    return deflate( src, 6 );  end;--  function deflate( src in varchar2, quality in number )  return raw  as language java  name 'MY_COMPRESS.Deflate( java.lang.String, int ) return byte[]';--  function inflate( src in raw )  return varchar2  as language java  name 'MY_COMPRESS.Inflate( byte[] ) return java.lang.String';--end;/

 

这里deflate函数实现LZ压缩，而inflate则实现解压。
首先，我们以一小段PL/SQL代码来测试分先加密字符串的结构，这里我先讲程序加密处理。如图所示，这里将create PACKAGE a代码wrap之后变成了如下代码

为了进一步测试，分析其加密字符串中的结构，我们利用如下代码：

with src as( select 'PACKAGE a' txt from dual ), wrap as( select src.txt, dbms_ddl.wrap( 'create ' || src.txt ) wrap from src )Select rtrim( substr( wrap.wrap, instr(wrap.wrap, chr(10), 1, 20 ) + 1 ),chr(10) ) from wrap;

 

这段代码获得加密串，如图所示

进一步对这段代码做base64解码，获得经过Oracle双字符转换后的字符串，如图所示：

因为字符串是由两部分组成，先经过LZ压缩，然后经过SHA-1处理，然后再将SHA-1字符串和压缩字符串拼接得到，因为SHA-1总共40位，所以40位以后的全为经过Oracle双字符转换的压缩串，也就是308399B8F5339FF5BF5CB891A6A6CBBFE1DC

0x04 计算转换表

当wrap完成sha-1字符串和压缩字符串的拼接之后，紧接着会对照一个字符代替表进行Oracle双字符转换。这个表可能是Oracle的商业机密，所以官方没有给出该表的信息。
　　但是，既然我们已经得到了经过字符转换之后的LZ压缩串，同时我们可以通过前面提到的JAVA包得到纯净的LZ压缩串，通过对比这两个字符串，我们便可以推算出这个转换表。
　　在使用这个java包时，涉及到一个压缩级别参数，这个等级参数不一样，压缩得到的字符串完全一不样。有人可能要问，这样搞岂不是没法得到替换表了吗？是的，但也不完全正确。因为可供选择的等级参数有限，我们可以从０等级开始一个一个进行测试，经过测试发现，ORACLE用的是“9”等级。所以我们用以下代码对比两个字符串：

with src as( select 'PACKAGE c' txt from dual ), wrap as( select src.txt, dbms_ddl.wrap( 'create ' || src.txt ) wrap from src ), subst as( select substr( utl_encode.base64_decode( utl_raw.cast_to_raw( rtrim( substr( wrap.wrap, instr(wrap.wrap, chr(10), 1, 20 ) + 1 ),chr(10) ) ) ), 41 ) x, mycompress.deflate( wrap.txt || chr(0),9 ) dfrom wrap )select to_number( substr( x, r * 2 - 1, 2),'xx' ) wrapped     , to_number( substr( d, r * 2 - 1, 2),'xx' ) zippedfrom subst    , ( select rownum r from dual connect by rownum < 19 );

 

结果如下：

通过对结果的排序，没有出现同一个BASE64编码对应不同的十六进制的情况，因此我们知道了可以用这个SQL为基础，通过用不同的SOURCE串来产生替换表的内容。
根据上面的SQL首先建一个表来存储替换表的内容，

CREATE TABLE SYS.IDLTRANSLATE(    C_BASE64DECODE  VARCHAR2(2) NOT NULL,    C_LZDEFLATECODE VARCHAR2(2)     NULL    )

 

然后写一段PLSQL块来生成替换表的内容：

declare  nCnt integer;  nLoop integer;  nSLoop integer;  nCharmax integer;  nCharmin  integer;  vChar     Varchar2(3);  cursor getchar is    with src AS ( select 'PACKAGE '||vChar txt  from dual   ),     wrap as   ( select src.txt , dbms_ddl.wrap( 'create ' || src.txt ) wrap  from src  ),     subst as  (select substr( utl_encode.base64_decode( utl_raw.cast_to_raw(rtrim( substr( wrap.wrap, instr( wrap.wrap, chr( 10 ), 1, 20 ) + 1 ), chr(10) )  ) ), 41 ) x,         mycompress.deflate( wrap.txt || chr(0), 9 ) d       from wrap  )    select  substr( x, r * 2 - 1, 2 )  xr ,    substr( d, r * 2 - 1, 2 )  dr            from subst  , ( select rownum r from dual connect by rownum <= ( select length( x ) / 2 from subst ) );begin    nCharmax:=97;nCharmin:=122;For nLoop In 97..122 Loop  For nSloop In 0..99 Loop   vChar := chr(nLoop)||to_char(nSloop);   For abc In getchar Loop    Select Count(*) Into nCnt From sys.idltranslate WHERE c_base64decode = abc.xr;    If nCnt < 1 Then     Insert INTO sys.idltranslate VALUES (abc.xr,abc.dr);     Commit;    Else     Select Count(*) Into ncnt From sys.idltranslate WHERE c_base64decode = abc.xr AND c_lzdeflatecode=abc.dr;     If nCnt < 1 Then      DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('wrong orginal char:'||vchar||'         hex base64:'||abc.xr);     End If;    End If;       End Loop;  End Loop;End Loop;end;

 

运行上面这段SQL大概会产生100多条记录，还未达到00-FF总共256条记录的要求，建议替换select 'PACKAGE '||vChar txt  from dual中的PACKAGE关健字为procedure或者function类似的，继续运行直到替换表中有不重复的256条记录为止。有了替换表的内容，unwrap出明文也就不再困难了。
这里给出替换表的内容，我将其写到一个变量里，如下所示：

int charmap[] = {0x3d, 0x65, 0x85, 0xb3, 0x18, 0xdb, 0xe2, 0x87, 0xf1, 0x52, 0xab, 0x63, 0x4b, 0xb5, 0xa0, 0x5f, 0x7d, 0x68, 0x7b, 0x9b, 0x24, 0xc2, 0x28, 0x67, 0x8a, 0xde, 0xa4, 0x26, 0x1e, 0x03, 0xeb, 0x17, 0x6f, 0x34, 0x3e, 0x7a, 0x3f, 0xd2, 0xa9, 0x6a, 0x0f, 0xe9, 0x35, 0x56, 0x1f, 0xb1, 0x4d, 0x10, 0x78, 0xd9, 0x75, 0xf6, 0xbc, 0x41, 0x04, 0x81, 0x61, 0x06, 0xf9, 0xad, 0xd6, 0xd5, 0x29, 0x7e, 0x86, 0x9e, 0x79, 0xe5, 0x05, 0xba, 0x84, 0xcc, 0x6e, 0x27, 0x8e, 0xb0, 0x5d, 0xa8, 0xf3, 0x9f, 0xd0, 0xa2, 0x71, 0xb8, 0x58, 0xdd, 0x2c, 0x38, 0x99, 0x4c, 0x48, 0x07, 0x55, 0xe4, 0x53, 0x8c, 0x46, 0xb6, 0x2d, 0xa5, 0xaf, 0x32, 0x22, 0x40, 0xdc, 0x50, 0xc3, 0xa1, 0x25, 0x8b, 0x9c, 0x16, 0x60, 0x5c, 0xcf, 0xfd, 0x0c, 0x98, 0x1c, 0xd4, 0x37, 0x6d, 0x3c, 0x3a, 0x30, 0xe8, 0x6c, 0x31, 0x47, 0xf5, 0x33, 0xda, 0x43, 0xc8, 0xe3, 0x5e, 0x19, 0x94, 0xec, 0xe6, 0xa3, 0x95, 0x14, 0xe0, 0x9d, 0x64, 0xfa, 0x59, 0x15, 0xc5, 0x2f, 0xca, 0xbb, 0x0b, 0xdf, 0xf2, 0x97, 0xbf, 0x0a, 0x76, 0xb4, 0x49, 0x44, 0x5a, 0x1d, 0xf0, 0x00, 0x96, 0x21, 0x80, 0x7f, 0x1a, 0x82, 0x39, 0x4f, 0xc1, 0xa7, 0xd7, 0x0d, 0xd1, 0xd8, 0xff, 0x13, 0x93, 0x70, 0xee, 0x5b, 0xef, 0xbe, 0x09, 0xb9, 0x77, 0x72, 0xe7, 0xb2, 0x54, 0xb7, 0x2a, 0xc7, 0x73, 0x90, 0x66, 0x20, 0x0e, 0x51, 0xed, 0xf8, 0x7c, 0x8f, 0x2e, 0xf4, 0x12, 0xc6, 0x2b, 0x83, 0xcd, 0xac, 0xcb, 0x3b, 0xc4, 0x4e, 0xc0, 0x69, 0x36, 0x62, 0x02, 0xae, 0x88, 0xfc, 0xaa, 0x42, 0x08, 0xa6, 0x45, 0x57, 0xd3, 0x9a, 0xbd, 0xe1, 0x23, 0x8d, 0x92, 0x4a, 0x11, 0x89, 0x74, 0x6b, 0x91, 0xfb, 0xfe, 0xc9, 0x01, 0xea, 0x1b, 0xf7, 0xce}

 

这里为256条记录，按顺序00~FF对应数组每一个元素。

0x05 破解程序

利用前面得出的JAVA包以及转换表，结合下面这段代码unwrap出明文，如下

set serveroutput on;create or replace procedure unwrap(o in varchar,n in varchar, t in varchar)as        vWrappedtext                Varchar2(32767);                        vtrimtext                Varchar2(32767);                        vChar                                        Varchar2(2);        vRepchar                                Varchar2(2);        vLZinflatestr                        Varchar2(32767);        nLen                Integer;        nLoop        Integer;        nCnt                Integer;code varchar(512);Begincode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sys.idltranslate表内容存到字符数组vtrimtext:='';select count(*) into ncnt                         from DBA_SOURCE                        Where owner=o                        And Name = n                        And Type=t ;if ncnt >0 and ncnt <=5 thenfor i in 1..ncnt loopif i=1 thenselect rtrim(substr(TEXT,instr(TEXT,chr(10),1,20)+1),chr(10))  --保存去掉前边20行的BASE64码正文into vLZinflatestr                        from DBA_SOURCE                        Where owner=o                        And Name = n                        And Type=t and line=i;elseselect text into vLZinflatestr                        from DBA_SOURCE                        Where owner=o                        And Name = n                        And Type=t and line=i;end if;vtrimtext:=vtrimtext||vLZinflatestr;end loop;end if;vtrimtext:=replace(vtrimtext,chr(10),'');nLen := Length(vtrimtext)/256 ;vWrappedtext :='';for i in 0..nLen  loop  --if i< nLen   thenvWrappedtext:=vWrappedtext||utl_encode.base64_decode( utl_raw.cast_to_raw(substrb(vtrimtext,256*i+1 , 256 ))) ;-- else--vWrappedtext:=vWrappedtext||utl_encode.base64_decode( utl_raw.cast_to_raw(substrb(vtrimtext,64*i+1  ))) ;--end if;        --DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(vWrappedtext);        End Loop;--vWrappedtext:=substr(vWrappedtext,41);    nLen := Length(vWrappedtext)/2 - 1;        vLZinflatestr :='';        For nLoop In 20..nLen Loop --从第41字节开始                vChar := Substrb(vWrappedtext,nLoop*2+1,2);                vLZinflatestr := vLZinflatestr ||substr(code,to_number(vChar,'XX')*2+1,2); --从字符串变量匹配                --DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(vLZinflatestr);        End Loop;        --DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(vLZinflatestr);        DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(mycompress.inflate(vLZinflatestr));End;/exec unwrap('SYS','AA','PROCEDURE');

 

这里将转换表IDLTRANSLATE的内容存储变量code当中，这样可以在unwrap的过程中不必再去创建IDLTRANSLATE这个表。
执行以上代码查看一下输出的内容，至此Oracle所有PACKAGE程序没有密码可言了，当然其他对象程序存储过程、函数等也可以得到明文了。
这里执行一段unwrap以后的程序，然后保存以上代码为code.sql，解码得到明文。

同时还收集了老外提供的一个python脚本，代码如下：

#!/usr/bin/python ## This script unwraps Oracle wrapped plb packages, does not support 9g# Contact: niels at teusink net / blog.teusink.net## License: Public domain#import reimport base64import zlibimport sys# simple substitution tablecharmap = [0x3d, 0x65, 0x85, 0xb3, 0x18, 0xdb, 0xe2, 0x87, 0xf1, 0x52, 0xab, 0x63, 0x4b, 0xb5, 0xa0, 0x5f, 0x7d, 0x68, 0x7b, 0x9b, 0x24, 0xc2, 0x28, 0x67, 0x8a, 0xde, 0xa4, 0x26, 0x1e, 0x03, 0xeb, 0x17, 0x6f, 0x34, 0x3e, 0x7a, 0x3f, 0xd2, 0xa9, 0x6a, 0x0f, 0xe9, 0x35, 0x56, 0x1f, 0xb1, 0x4d, 0x10, 0x78, 0xd9, 0x75, 0xf6, 0xbc, 0x41, 0x04, 0x81, 0x61, 0x06, 0xf9, 0xad, 0xd6, 0xd5, 0x29, 0x7e, 0x86, 0x9e, 0x79, 0xe5, 0x05, 0xba, 0x84, 0xcc, 0x6e, 0x27, 0x8e, 0xb0, 0x5d, 0xa8, 0xf3, 0x9f, 0xd0, 0xa2, 0x71, 0xb8, 0x58, 0xdd, 0x2c, 0x38, 0x99, 0x4c, 0x48, 0x07, 0x55, 0xe4, 0x53, 0x8c, 0x46, 0xb6, 0x2d, 0xa5, 0xaf, 0x32, 0x22, 0x40, 0xdc, 0x50, 0xc3, 0xa1, 0x25, 0x8b, 0x9c, 0x16, 0x60, 0x5c, 0xcf, 0xfd, 0x0c, 0x98, 0x1c, 0xd4, 0x37, 0x6d, 0x3c, 0x3a, 0x30, 0xe8, 0x6c, 0x31, 0x47, 0xf5, 0x33, 0xda, 0x43, 0xc8, 0xe3, 0x5e, 0x19, 0x94, 0xec, 0xe6, 0xa3, 0x95, 0x14, 0xe0, 0x9d, 0x64, 0xfa, 0x59, 0x15, 0xc5, 0x2f, 0xca, 0xbb, 0x0b, 0xdf, 0xf2, 0x97, 0xbf, 0x0a, 0x76, 0xb4, 0x49, 0x44, 0x5a, 0x1d, 0xf0, 0x00, 0x96, 0x21, 0x80, 0x7f, 0x1a, 0x82, 0x39, 0x4f, 0xc1, 0xa7, 0xd7, 0x0d, 0xd1, 0xd8, 0xff, 0x13, 0x93, 0x70, 0xee, 0x5b, 0xef, 0xbe, 0x09, 0xb9, 0x77, 0x72, 0xe7, 0xb2, 0x54, 0xb7, 0x2a, 0xc7, 0x73, 0x90, 0x66, 0x20, 0x0e, 0x51, 0xed, 0xf8, 0x7c, 0x8f, 0x2e, 0xf4, 0x12, 0xc6, 0x2b, 0x83, 0xcd, 0xac, 0xcb, 0x3b, 0xc4, 0x4e, 0xc0, 0x69, 0x36, 0x62, 0x02, 0xae, 0x88, 0xfc, 0xaa, 0x42, 0x08, 0xa6, 0x45, 0x57, 0xd3, 0x9a, 0xbd, 0xe1, 0x23, 0x8d, 0x92, 0x4a, 0x11, 0x89, 0x74, 0x6b, 0x91, 0xfb, 0xfe, 0xc9, 0x01, 0xea, 0x1b, 0xf7, 0xce]#print charmap[124]def decode_base64_package(base64str):    base64dec = base64.decodestring(base64str)[20:] # we strip the first 20 chars (SHA1 hash, I don't bother checking it at the moment)    decoded = ''    for byte in range(0, len(base64dec)):        decoded += chr(charmap[ord(base64dec[byte])])    return zlib.decompress(decoded)    sys.stderr.write("=== Oracle 10g/11g PL/SQL unwrapper 0.2 - by Niels Teusink - blog.teusink.net ===/n/n" )if len(sys.argv) < 2:    sys.stderr.write("Usage: %s infile.plb [outfile]/n" % sys.argv[0])    sys.exit(1)infile = open(sys.argv[1])outfile = Noneif len(sys.argv) == 3:    outfile = open(sys.argv[2], 'w')lines = infile.readlines()for i in range(0, len(lines)):    # this is really naive parsing, but works on every package I've thrown at it    matches = re.compile(r"^[0-9a-f]+ ([0-9a-f]+)$").match(lines[i])    #print matches    if matches:        base64len = int(matches.groups()[0], 16)        base64str = ''        j = 0        while len(base64str) < base64len:            j+=1            base64str += lines[i+j]        base64str = base64str.replace("/n","")        if outfile:            outfile.write(decode_base64_package(base64str) + "/n")        else:            print decode_base64_package(base64str)

 

执行结果，如图所示：

0x06 总结

Oracle 10g PL/SQL的wrap过程是对源码先进行lz压缩lzstr，然后对压缩数据进行SHA-1运算得到40位的加密串shstr，然后将加密串与压缩串拼接得到shstr+lzstr，然后对拼接后的字符串进行Oracle双字符转换（转换表），最后将转换后的字符串进行base64编码，最终得到wrap的加密串。

而unwrap的过程正好相反，破解的关键是得到ORACLE的双字符转换表，因为在10g以后Oracle中无法查看转换表的内容。这里捎带提一下oracle 9i的wrap技术，它使用一种完全不同于10g的方法。9i wrap的时候，代码被转换为DIANA（ADA的中间描述语言），这是一个相当复杂的过程，具体细节请阅读Pete Finnegan的论文“How to Unwrap PL/SQL”，大家可以去http://www.blackhat.com/presentations/bh-usa-06/BH-US-06-Finnigan.pdf下载