应用私有数据与 SharedPreferences

关键词：SharedPreferences、内部存储、外部存储、XML 键值、分区存储 难度：入门 前置知识：Linux 目录结构、XML 基础、ADB 基本操作、Python 文件遍历 相关文章：Android 数据存储总览、APK 逆向与 Manifest 分析

一、概述

应用私有目录是移动取证里数据密度最高、体积最小、解析难度最低的那一块。

物理镜像动辄上百 GB，一个应用私有目录可能只有几 MB。账号标识、登录状态、配置项、本地缓存、密钥痕迹，全挤在这几 MB 里。

它也是每个案件里最先被打开、也最先出结论的目录。

其中 shared_prefs/ 尤其特殊：明文 XML，不需要任何解密工具，文本编辑器直接读。用户 ID、服务器地址、上次登录时间、搜索历史、已保存的账号摘要都在这里。

少掉这一层，分析人员就得先去啃数据库的表结构。而数据库里能回答的问题，往往比 prefs 少得多。

没有这套读法会发生什么：结论会从「应用记录了什么」退化成「应用目录里有若干文件」。

同一个应用、同一个版本，目录里躺着七八个子目录。挑哪个、先看什么、哪个可以丢，直接决定报告有没有实际内容。

更隐蔽的失败是看起来有结论，其实是错的。只读 app.db 而漏了 -wal，数据库会安静地退回上一次 checkpoint，最近几天的记录凭空消失，不报任何错（见 陷阱 1）。

它在流程里的位置是分析环节的最前段。输入是 Android 数据存储总览 已经提取出来的应用私有目录，输出是可供时间线与关联分析的明文配置和数据库路径。

上游依赖提取工艺与完整性校验（流式导出、哈希固定、tr -d '\r' 这类批量细节见 陷阱 9）。下游支撑三条线：

• 账号关联：用 prefs 里的账号标识串并多应用
• 加固识别：lib/ 里的 so 决定静态分析能不能看到真实逻辑，见 APK 逆向与 Manifest 分析
• 动态分析的路线判断：no_backup/ 里的密钥材料决定 Frida 动态 Hook 要 hook 什么

涉及的证据形态（具体到文件名与结构）：

能回答什么：这个应用登录过哪些账号、上次活跃在什么时候、连过哪些服务器地址、搜索过什么关键词、是否被加固、卸载后还留下什么。

不能回答什么：聊天内容与文件传输记录在加密库里能不能读出来（取决于加固与密钥材料，见 2.3）；应用服务端存了什么；cache/ 里的内容是不是用户真实看过——它只证明访问，不证明使用。

一句话：本篇给的是「从文件里能读出什么」，不是「用户做了什么」。

本文不做的事：不做应用运行时分析，不提取任何凭据的明文用途，不尝试在线使用检材内的会话令牌。遇到加密库时只做三件事：识别、固定哈希、标注解密条件。

读者前提：Linux 目录结构、XML 基础、ADB 基本操作，以及一个可执行的 Python 环境（本篇的解析脚本只用标准库）。

读 二、核心原理 之前，先确认设备侧已经完成目录级提取并做过哈希。本篇的分析动作全部建立在「目录完整」这个前提上，前提不成立时本章所有读法都不适用。

二、核心原理

2.1 应用私有目录的七个子目录

/data/data/com.digiforensics.sample/        （等价于 /data/user/0/com.digiforensics.sample/）
├── shared_prefs/     ← ★ XML 键值配置，明文，首要目标
├── databases/        ← ★ SQLite 数据库 + -wal / -shm
├── files/            ← 任意文件（图片、文档、下载、自定义格式）
├── cache/            ← 临时缓存，可安全丢弃但对判断"访问过"有价值
├── no_backup/        ← 应用声明的"不参与备份"数据
├── lib/              ← ★ 应用自带 so 库（可能是加固壳）
└── code_cache/       ← 优化后的 DEX（Android 11+）

优先级：shared_prefs/ 与 databases/ 并列第一（明文配置与业务数据密度最高）；files/ 与 lib/ 次之（导出文件与加固识别，见 03）；no_backup/ 第三（部分加密密钥材料、临时 DB 在此）；cache/ 与 code_cache/ 最后（前者能证明"曾访问过某功能"，后者含混淆后的类结构）。

2.2 SharedPreferences 的文件格式

每个 shared_prefs/<prefs_name>.xml 对应一个偏好设置文件（对应代码里的 getSharedPreferences(name, mode)）。格式是标准 Android XML：

<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
    <string name="user_id">8827341</string>
    <boolean name="is_logged_in" value="true" />
    <int name="login_count" value="17" />
    <long name="last_login_time" value="1717213492000" />
    <float name="upload_quality" value="0.75" />
    <string name="last_search">优盤清倉</string>
</map>

解析要点（这几条决定提取准不准）：根标签是** <map>**，不是 <preferences>，也不是 PreferenceScreen。键在 name 属性上，不在元素名上，所有键值都是同一层级的子元素。值类型由元素标签决定：string 是文本，int / long 是数值，float 是浮点，boolean 写成 value="true"。

long 时间戳几乎都是毫秒级，而且必须 64 位解析。1717213492000 用 32 位会溢出成负数。

还有三条容易翻车的：

• ① .bak 文件：写入中断会留下 <name>.xml.bak，它是上一个完整版本，内容可能比当前文件更新鲜
• ② encrypted_shared_prefs/：Android 7+ 的 androidx.security 库使用，内容是密文，不能按普通 XML 解析
• ③ 重复键：同名键可能重复出现（写入异常，或从 .bak 恢复所致），按出现顺序全部读取并记录次数，不要只取第一个

.bak 的实战价值经常被忽略。 Android 写 SharedPreferences 是「写临时文件 → 改名覆盖」，异常中断（应用被杀、空间不足）会留下 .bak。用户已经「退出登录」（当前文件 is_logged_in=false），.bak 里还留着 true 和旧账号。两个文件的时间戳对比本身就是一条时间线证据。

# 提取与初筛（shared_prefs 全是明文 XML，可直接 grep）
adb shell su -c "tar -cf - -C /data/data/com.digiforensics.sample shared_prefs" > prefs.tar
tar -xvf prefs.tar

# 全文搜索敏感关键词（一次性扫出所有应用配置）
grep -ril -E 'password|passwd|token|secret|api_key|session|cookie|auth' extracted/ \
  | tee suspicious-prefs.txt

2.3 lib/ 目录：加固识别的第一现场

/data/data/com.digiforensics.sample/lib/arm64-v8a/
├── libappcore.so
├── libnative-lib.so
└── libjiagu.so          ← 名称含"jiagu/加固/bang"等即强加固信号

/data/app/ 下安装的 APK 解包后也有 lib/<abi>/，两处应合并检查。

这套结构要回答的问题是：这个应用运行时到底加载了哪些 native 代码。

商业 App 里，加固库的存在意味着静态分析只能看到壳，解密 key 通常在 so 运行时初始化。这直接决定 05 即时通讯取证 中「能否拿到数据库密钥」这条路径的成本。见 03 的加固识别与 04 的动态分析。

PKG=com.digiforensics.sample
adb shell su -c "find /data/data/$PKG/lib /data/app/*/$PKG*/lib -name '*.so' 2>/dev/null" \
  | tee so-list.txt
file extracted/lib/arm64-v8a/*.so          # 确认架构与是否被剥符号

2.4 外部存储与分区存储的变化

Android 10+ 的实际目录形态（≤9 时代数据散落在 /sdcard/<App名>/，分区存储后这些旧路径大量失效）：

两个高价值推论：① 已卸载应用的数据线索主要在 /sdcard/Android/media/<包名>/——Android/data 随卸载清除但 Android/media 保留（Android 11+ 明确如此），这是"卸载后取证"的唯一常规入口。② /sdcard/Download/ 是安装包与导出文件的高发地，赌博、诈骗类案件的 APK 残留、转账截图导出常在此（见 01 案例）。

adb shell su -c "ls -la /sdcard/" | tee sdcard-root.txt
adb shell su -c "du -sh /sdcard/Android/data/* /sdcard/Android/media/* 2>/dev/null" | sort -h | tail -20
adb pull /sdcard/Download/ extracted/Download/

三、操作步骤

第 1–2 步：定位并流式导出

PKG=com.digiforensics.sample
adb shell pm path $PKG                            # APK 位置（/data/app/...）
adb shell su -c "du -sh /data/data/$PKG"           # 体积，决定提取策略
adb shell su -c "tar -cf - -C /data/data $PKG" > app.tar
sha256sum app.tar | tee app.tar.sha256             # tar 包本身先哈希固定
tar -tf app.tar | head -60 && tar -xf app.tar     # 先列后拆，确认包完整
find extracted -type f -exec sha256sum {} \; > hashes-app.txt

第 3 步：优先处理 shared_prefs/

ls -l extracted/shared_prefs/
find extracted/shared_prefs -name '*.bak' -ls       # 别漏 .bak
python3 parse_prefs.py extracted/shared_prefs prefs-report.csv
column -s, -t prefs-report.csv | head -40

可直接运行的 Python 脚本（批量解析并汇总 SharedPreferences）：

#!/usr/bin/env python3
# 批量解析 shared_prefs/*.xml 汇总为 CSV。Python 3.8+，仅标准库
# 用法: python3 parse_prefs.py <shared_prefs目录> <输出CSV>
import csv, datetime, os, sys
import xml.etree.ElementTree as ET

SENSITIVE = ("password", "passwd", "pwd", "token", "secret", "key",
             "session", "cookie", "auth", "sign", "credential", "salt")

def human_time(v):
    """毫秒/秒时间戳 → 可读时间；明显不是时间戳则原样返回。"""
    try:
        n = int(v)
    except (TypeError, ValueError):
        return v
    if 1_000_000_000 < n < 4_000_000_000:            # 秒级
        n *= 1000
    if 946_684_800_000 < n < 4_102_444_800_000:       # 2000 ~ 2100
        return datetime.datetime.utcfromtimestamp(
            n / 1000).strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
    return v

def parse_file(path):
    """返回 [(key, type, value, flag), ...]；解析失败返回空表。"""
    rows = []
    try:
        root = ET.parse(path).getroot()
    except ET.ParseError as e:
        print(f"[!] 解析失败 {path}: {e}", file=sys.stderr)
        return rows
    for el in root:                                   # 根标签通常是 <map>
        key = el.get("name", "")
        value = el.get("value")
        if value is None:
            value = (el.text or "").strip()
        flag = "SENSITIVE" if any(s in key.lower() for s in SENSITIVE) else ""
        if el.tag == "long" and not flag:
            value = human_time(value)                 # 疑似时间戳则转换
        rows.append((key, el.tag, value, flag))
    return rows

src, out = sys.argv[1], sys.argv[2]
total = sens = 0
with open(out, "w", newline="", encoding="utf-8") as fh:
    w = csv.writer(fh)
    w.writerow(["prefs_file", "key", "type", "value", "flag"])
    for fn in sorted(os.listdir(src)):
        if not fn.endswith((".xml", ".xml.bak")):
            continue
        for key, vtype, value, flag in parse_file(os.path.join(src, fn)):
            w.writerow([fn, key, vtype, value, flag])
            total += 1
            sens += 1 if flag else 0
print(f"共 {total} 个键值，其中敏感键 {sens} 个 → {out}")

第 4 步：databases/ 正确提取（不要漏 WAL）

ls -l extracted/databases/                          # app.db / app.db-wal / app.db-shm
adb shell su -c "tar -cf - -C /data/data/com.digiforensics.sample databases" > db.tar
tar -xvf db.tar
sqlite3 extracted/databases/app.db "PRAGMA integrity_check;"
sqlite3 extracted/databases/app.db ".tables"

-wal / -shm 漏掉的后果：数据库会"退回"到上次 checkpoint 的状态，最近写入的数据全部消失。这会让人误判"数据被删了"，是移动取证里最高频的误判之一。详见 09-SQLite-WAL取证。

第 5–7 步：外部存储、跨应用搜索与验证

adb pull /sdcard/Android/data/com.digiforensics.sample/  extracted/ext-data/
adb pull /sdcard/Android/media/com.digiforensics.sample/ extracted/ext-media/  # 卸载后仍保留
adb pull /sdcard/Download/  extracted/Download/
find extracted -type f -exec sha256sum {} \; > hashes-ext.txt

# 跨应用：一次性抓出所有应用的 shared_prefs
mkdir -p all-prefs
for d in $(adb shell su -c "ls /data/data/" | tr -d '\r'); do   # tr -d '\r' 必须加
  adb shell su -c "tar -cf - -C /data/data/$d shared_prefs 2>/dev/null" \
    | tar -xf - -C all-prefs 2>/dev/null
done
grep -ril -E 'password|token|secret|api_key|session' all-prefs/ | head -40

# 验证：设备端与本地哈希一致 + 库完整 + prefs 时间线
adb shell su -c "md5sum /data/data/com.digiforensics.sample/databases/app.db"
md5sum extracted/databases/app.db
sqlite3 extracted/databases/app.db "PRAGMA integrity_check;"     # 期望 ok
find extracted/shared_prefs -type f -printf '%T@ %p\
' | sort -n

四、常见陷阱

应用私有目录是「用文本编辑器就能读」的部分。

正因为门槛低，这一章的陷阱几乎全部来自