qq协议分析

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文字聊天协议族（TCPF, Text Chatting Protocol Family)：它主要支持与其它QQ客户端进行文字聊天。TCPF是建立在UDP协议之上。UDP数据包中的第一个字符02为这个协议族的标识。 TCPF的服务器使用8000号端口，腾讯的QQ客户端软件一般从4000号端口开始尝试使用，但实际上，对客户端使用的端口号并没有限制。目前的研究集中在TCPF上。
TCPF:
TCPF是建立在UDP协议上的协议族，主要支持文字聊天功能。TCPF是以请求－响应模式工作的。也就是说，客户端发出一个请求，服务器端会给出 一个相应的响应；服务器向客户端发送信息，客户端也会给服务器相应的响应。请求和响应通过相同的序列号来进行配对（请求代码也应该相同）。而且每种请求的 发起方都是相同的。目前，已知的请求包括：
0x0001  注销登录
0x0002  心跳信息
0x0004  更新用户信息
0x0005  搜索用户
0x0006  获取用户信息
0x0009  不需认证方式添加好友
0x000a  删除好友
0x000b  需要认证的方式添加好友
0x000d  设置隐身、示忙等状态
0x0012  确认收到系统消息
0x0016  发送消息
0x0017  收到消息（服务器发起）
0x001a  未知作用。
0x001c  在对方好友列表上删除自己
0x001d  未知作用。
0x0022  登录
0x0026  获取好友清单
0x0027  获取在线好友
0x0030  群操作指令
0x0080  收到系统消息（服务器发起）
0x0081  收到好友状态改变消息（服务器发起）
QQ协议分析之TCPF包结构
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。
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。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。
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语音数据包识别
QQ的语音聊天服务通过服务器建立连接交互对应的IP地址联系端口，客户端之间根据网络状况决定采用点对点直连或服务器转发的发送方式实现语音聊天会话。
语音聊天会话的连接通过客户端与服务器之间的基本控制命令交互实现，整个会话过程的主要流量分布在两个客户端之间通信的实际语音数据通信流中，因此本文研究与识别的主要对象也就是实际的语音通信数据流。根据实验，得到语音聊天会话数据流中的数据包只有两种固定的载荷首字节这一载荷特征。以下是根据实际数据流中这两类数据包的分布情况和包长等信息，得到的对于整个会话中此两类数据包基本功能的分析：
1）        首字节为0x 00的数据包具有比较固定的包长特征，一般出现的是126字节和110字节这两种包长的数据包。而且这类数据包的个数在整个数据流中相对较少。整个语音会话流的前若干个数据包一般都属于这类特征的数据包，同时具体的会话数据传输过程中也偶尔出现2～3个此类数据包。根据其出现位置判断此类数据包为携带会话流状态维护信息的数据包。                               
2）        首字节为0x 03的数据包的数量较多，大部分长度特征不明显，且没有内容特征。在会话刚刚建立时期的此类数据包有固定的长度和非明文的固定字段特征（如图）。在这些字段之后出现的都是利用明文的SIP命令来交换信息的数据包，通过这些SIP命令能够确认双方的连接，采用的编码方式等。在完成这些信息交互之后出现的具有此载荷特征的数据包连续出现、长度相近，因此判断其为实际的语音内容数据包。
除了首字节的载荷特征外，还发现在两个客户端建立会话的时候，会话数据包的包长有明显的特征。在会话建立的初期，会话流中的数据包都是载荷首字节为0x 00的数据包。两个客户端之间的交互符合下面图中所示的规律。（1，2分别指代客户端1和客户端2，客户端1发起会话请求）：
        1->2    126
    1->2    110
    1->2    110
    2->1    126
    2->1    126
2->1    110

在完成了上述的数据流建立的过程之后，QQ利用SIP协议的明文消息在这个流中协商所传输的数据的编码等特征。