Android圖案密碼，手勢鎖源碼解析

Android圖案密碼解鎖源碼解析

 

Android Lock Pattern 源碼解析 


1. 介紹 

1.1 關於 

Android 的圖案密碼解鎖，通過手勢連接 3 * 3 的點矩陣繪製圖案表示解鎖密碼。基於 Android Source Code。 

1.2 特點 

• 支持: Android 1.6+ (API 4+)。
• 無特殊依賴。
• 支持手機與平板的佈局。
• Stealth mode (invisible pattern)。
• 包含 5 種主題：Dark/Light
• Light with dark action bar (API 14+)
• Dark/Light dialogs

有驗證碼模式。 

1.3 使用 

1.3.1 Manifest 配置 


複製代碼

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<activity     android:name="com.haibison.android.lockpattern.LockPatternActivity"     android:theme="@style/Alp.42447968.Theme.Dark" />

1.3.2 創建圖形鎖模式 


複製代碼

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private static final int REQ_CREATE_PATTERN = 1;    Intent intent = new Intent(LockPatternActivity.ACTION_CREATE_PATTERN, null, your-context, LockPatternActivity.class); startActivityForResult(intent, REQ_CREATE_PATTERN);    @Override protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode,         Intent data) {     switch (requestCode) {         case REQ_CREATE_PATTERN: {             if (resultCode == RESULT_OK) {                 char[] pattern = data.getCharArrayExtra(                         LockPatternActivity.EXTRA_PATTERN);                 ...             }             break;         }     } }

1.3.3 驗證圖形鎖 

複製代碼

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private static final int REQ_ENTER_PATTERN = 2;    char[] savedPattern = ...    Intent intent = new Intent(LockPatternActivity.ACTION_COMPARE_PATTERN, null,         your-context, LockPatternActivity.class); intent.putExtra(LockPatternActivity.EXTRA_PATTERN, savedPattern); startActivityForResult(intent, REQ_ENTER_PATTERN);    @Override protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode,         Intent data) {     switch (requestCode) {         case REQ_ENTER_PATTERN: {                switch (resultCode) {             case RESULT_OK:                 // The user passed                 break;             case RESULT_CANCELED:                 // The user cancelled the task                 break;             case LockPatternActivity.RESULT_FAILED:                 // The user failed to enter the pattern                 break;             case LockPatternActivity.RESULT_FORGOT_PATTERN:                 // The user forgot the pattern and invoked your recovery Activity.                 break;             }                int retryCount = data.getIntExtra(                     LockPatternActivity.EXTRA_RETRY_COUNT, 0);                break;         }     } }

2. 總體設計 

本項目較爲簡單，總體設計略過，具體實現請參考下面的分析。 

3. 流程圖 

3.1 創建解鎖圖案流程圖 




3.2 驗證解鎖圖案流程圖 




4. 詳細設計 

4.1 類關係圖 




4.2 核心類功能介紹 



4.2.1 LockPatternActivity.java 

LockPatternActivity類負責所有外部請求，根據ACTION_CREATE_PATTERN ACTION_COMPARE_PATTERN ACTION_VERIFY_CAPTCHA 等Action選擇操作模式，加載設置後初始化LockPatternView，在用戶完成操作後退出並返回結果。 
主要方法說明： 

• public void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
  首次創建時調用，根據 intent 設置 theme，設置 resultIntent，調用 loadSettings() initContentView()。
• private void loadSettings() 
  根據 metaData 與 Settings 類的內容得到顯示模式、最少圖形點數、自動存儲、自定義加密等配置。
• private void initContentView() 
  根據 Aciton 與配置信息初始化 UI，實例化 OnPatternListener 設置到 LockPatternView 類的對象。
• private void doCheckAndCreatePattern(final List pattern) 
  首先檢查 pattern 是否合法，然後判斷 Intent 是否保存有特徵碼，如果沒有就把 pattern 加密並提取特徵碼 put 到 Intent，如果有就把特徵碼解密並與 pattern 對比，根據對比結果設置 UI。
• private void doComparePattern(final List pattern) 
  首先檢查 pattern 是否合法，然後從 Intent 或者 Settings 中 get 特徵碼，把特徵碼解密後與 pattern 對比，成功則調用 finishWithResultOk(null)，失敗次數超過最大次數則調用 finishWithNegativeResult(result_failed)。
• private void finishWithResultOk(char[] pattern)
• private void finishWithNegativeResult(int resultCode)

4.2.2 LockPatternView.java 

LockPatternView類主要是顯示解鎖的圖形界面，在用戶操作的時候顯示連線與動畫，用戶操作完成後根據結果做提示。 
添加圖形點 

• private int getRowHit(float y) 
  遍歷所有圖形點行高，尋找座標 y 在哪個圖案點的行高範圍內。
• private int getColumnHit(float x) 
  遍歷所有圖形點列寬，尋找座標 x 在哪個圖案點的列寬範圍內。
• private Cell checkForNewHit(float x, float y) 
  根據getRowHit(float y)與getColumnHit(float x)返回的行、列判斷是否是新的圖形點，如果是返回新點，否則返回 null。
• private Cell detectAndAddHit(float x, float y) 
  調用checkForNewHit(float x, float y)返回當前圖形點，如圖形點非 null，繼續判斷 pattern list 是否爲空，如果不爲空就把 last 與當前的圖形點之間同一直線的其他點加入 list，然後把當前點加入 list。

按下事件 

• handleActionDown(MotionEvent event) 
  首先清理屏幕，獲取當前手指的座標，調用detectAndAddHit(float x, float y)並判斷其返回值發送通知與局部刷新。

移動事件 

• private void handleActionMove(MotionEvent event) 
  檢查手指移動過程中每一個點的座標，判斷如果 pattern list 不爲空，則把最後一個圖形點的座標與當前手指座標的區域進行局部刷新，如果在移動過程中加入了新的圖形點則以此點座標繼續局部刷新。

彈起事件 

• private void handleActionUp(MotionEvent event) 
  檢查 pattern list 如果不爲空則停止添加，發送完成消息，全局刷新。

4.2.3 LockPatternUtils.java 

圖形摘要並加密 

• public static String patternToSha1(List pattern) 
  調用List<LockPatternView.Cell> pattern把 pattern list 進行信息摘要，然後使用 SHA-1 算法加密，返回加密的摘要。
• public static String patternToString(List pattern) 
  把 pattern list 進行信息摘要，從左上角起編號爲 00，至右下角止編號爲 08，按照 list 中點的順序生成編號序列，返回序列。

5. 安全性分析 

android-lockpattern 默認的加密存儲流程與 Android 系統的圖形解鎖是一致的，以 Android 系統爲例來破解圖形鎖。 


5.1 加密存儲過程 




5.2 破解思路 

• 圖案總數固定：至少四個點、最多九個點、無重複點
• 加密較弱：單次 SHA-1
• 最快的方法：暴力猜解

5.3 實戰 

首先獲取系統圖形鎖加密摘要文件 
adb pull /data/system/gesture.key gesture.key 
參考4.2.3中的圖形摘要規則，然後我寫了一個 python 腳本，生成了 9 個點所有組合的摘要字符串，同時再生成對應的 SHA-1 HEX，這個字典也就 57m。 




把gesture.key中的加密字符串在字典中反查即可得出圖形鎖的原始信息摘要，然後就可以按步驟畫圖解鎖了。