shadPS4Plus是一个开源的 PS4 游戏 PKG 文件解包工具，它从 PS4 模拟器 ShadPS4 的代码中独立而来，无需真机即可还原加密的游戏安装文件。本文是加密原理系列的下篇，带你完整看懂最后两步：如何用AES-XTS 模式解密 PFS 数据区，以及如何用zlib 解压 PFSC 压缩块，把加密字节真正变成可读取的游戏文件 🎮

一、先回顾：上一篇我们做到了哪里

在上篇中，我们走完了 PKG 的密钥推导链。简单回顾整条链路：

1. 读取 PKG 文件表中的ENTRY_KEYS（ID 0x10）与IMAGE_KEY（ID 0x20）条目；
2. 用内置私钥RSA-2048 解密出 DK3；
3. 对「条目数据 + DK3」做SHA256 得到 ivkey，再AES-CBC 解密得到 imgKey；
4. 第二次 RSA 解密 imgKey，得到解开 PFS 的总钥匙——EK_PFS。

这条链的入口在 pkg.cpp：

• RSA2048Decrypt(dk3_, key1[3], true)解出 DK3；
• ivKeyHASH256+aesCbcCfb128Decrypt解出 imgKey；
• RSA2048Decrypt(ekpfsKey, imgKey, false)解出 EK_PFS。

拿到 EK_PFS 后，还差临门一脚：EK_PFS 还不能直接用来解密 PFS 数据区，它要先「派生」出两把真正的密钥。下面开始下篇的正题。

二、PFS 文件系统：游戏数据藏在哪个结构里

PKG 文件里装游戏的主体部分叫PFS 镜像（PS4 的文件系统，PS4 File System）。它的核心规则：

• PFS 以4KB（0x1000）为基本扇区（sector），整个 PFS 数据区被按扇区加密；
• 镜像内嵌一块叫PFSC（PFS Cache）的元数据区，存放文件表（inode）和目录项（dirent）；
• PFSC 内部按64KB（0x10000）大块组织，每个大块要么「原样存放」，要么「zlib 压缩后存放」。

相关的数据结构定义在 pfs.h 的PFSCHdr中，其中block_sz2（块大小）、block_offsets（扇区偏移表位置）、data_length（数据总长）是后文的关键字段。

💡 一句话概括：PFS 管"在哪"，AES-XTS 管"解得开"，zlib 管"拆得小"。

三、AES-XTS 解密原理：为什么 PS4 选它

AES 加密有两种常见用法：

PS4 给 PFS 扇区选的就是AES-XTS。你可以把它想象成「双保险箱」🔐：

• dataKey（数据密钥）：真正的锁芯，负责加解密每个 16 字节的数据块；
• tweakKey（调整密钥）：一个"位置编码器"，扇区编号是多少，锁芯的咬合角度就偏多少。

这样即使两个扇区内容完全相同，只要扇区号不同，加密后的密文就完全不同——攻击者无法通过对比密文来猜测或篡改数据。

3.1 密钥派生：EK_PFS + seed → 两把钥匙

两把钥匙由PfsGenCryptoKey生成，源码见 crypto.cpp：

1. 把0x1（4 字节计数器）和 PFS 头部的 16 字节seed拼成 20 字节输入；
2. 以EK_PFS 为 HMAC-SHA256 的密钥，对上述输入做摘要，得到 32 字节；
3. 前 16 字节是tweakKey，后 16 字节是dataKey。

其中 seed 从 PFS 镜像偏移+0x370处读取，派生调用见 pkg.cpp。

3.2 解密循环：每个扇区内的四步舞

XTS 对每个扇区（4096 字节 = 256 个 16 字节块）的处理流程，在 crypto.cpp 的decryptPFS中实现，逻辑可以浓缩为：

tweak ← AES-ECB 加密(tweakKey, 扇区号) 对扇区内的每个 16 字节块： ① 密文块 XOR tweak → 临时块 ② 用 dataKey 做 AES-ECB 解密(临时块) ③ 解密结果再 XOR tweak → 明文块 ④ tweak ← GF(2^128) 乘 {2}（xtsMult），为下一块准备

其中第 ④ 步的「tweak 乘法」在有限域 GF(2^128) 上进行，实现只有短短几行——左移一位、若高位溢出则异或常数0x87，见 xtsMult。正是它保证了「同一个扇区内、不同位置的块使用不同的 tweak」。

⚠️两个实现细节：

• 扇区号直接以 8 字节小端整数写入 tweak 的前 8 字节（memcpy(tweak, &current_sector, 8)），所以扇区号算错，全盘皆密文；
• decryptPFS从偏移0x10000起解密（见 源码注释：保留头部不解密），调用时传入的起始扇区号与解密范围要一致。

四、PFSC 在哪里：按魔数扫描

PFS 镜像解密完成后，需要先找到 PFSC 元数据区的起点。shadPS4Plus 的做法非常朴素且稳健——扫描魔数，见 GetPFSCOffset：

1. 从偏移0x20000开始，每隔0x10000（64KB）取 4 字节；
2. 与魔数0x43534650（即 ASCII 的"PFSC"）比较；
3. 命中即返回 PFSC 的偏移，否则继续找。

找到后，把 PFSC 整体拷出，并读取头部PFSCHdr，算出大块数量：num_blocks = data_length / block_sz2，再按block_offsets指向的位置读出sectorMap（扇区偏移表）——一个「每块起始偏移」数组，后一块的起始位置就是前一块的实际长度。

五、zlib 解压：sectorSize 就是压缩判据

PFSC 里每个 64KB 大块的「实际长度」由 sectorMap 相邻两项相减得到（见 pkg.cpp）：

sectorSize == 0x10000 → 该块未压缩，直接拷贝 sectorSize < 0x10000 → 该块是 zlib 压缩流，需要 inflate 展开

解压函数 DecompressPFSC 是标准 zlib 调用三件套：

1. inflateInit初始化解压器；
2. inflate(…, Z_FINISH)一次性展开；
3. inflateEnd释放资源。

解压后的 64KB 内容按顺序依次是：inode 表（每个 0xA8 字节，记录文件类型、大小、扇区位置）、flat_path_table、"."、".."、然后是各目录项（dirent）。代码正是靠识别这些标记来解析出完整的目录树和文件清单，见 pkg.cpp。

六、完整流水线：从一个文件到磁盘

把上、下两篇串起来，PKG::Extract+ExtractFiles的完整流程是：

1. 校验 PKG 头（magic0x7F434E54），解析文件表；
2. 密钥链：RSA → SHA256 → AES-CBC → RSA，得到 EK_PFS（pkg.cpp）；
3. 读 PFS seed，HMAC-SHA256 派生 dataKey / tweakKey；
4. 读取 PFS 镜像，AES-XTS 整段解密（decryptPFS，起始扇区号为 0）；
5. 扫描PFSC魔数 → 读头部 → 建 sectorMap → zlib 解压各块 → 得到 inode 与目录表；
6. 对每个文件：按 inode 的loc/Blocks定位其在 PFS 中的扇区 → 逐扇区XTS 解密 + zlib 解压→ 写盘（ExtractFiles）。

第 6 步有个小技巧：解单个文件时会多读一个扇区（pfsc_buf_size = 0x11000）并把读到的整块按正确的扇区号重新解密，保证 tweak 对齐，见 pkg.cpp。

七、动手：使用 extractor 命令行工具

理解了原理，实际使用只需要一条命令。独立工具入口在 extractor/main.cpp，命令行用法：

pkg_extractor <pkg文件路径> [输出目录]

• 第二个参数可省略，默认解包到 PKG 同目录；
• 程序会自动识别 PKG 类型：基础游戏（返回码 101）、游戏更新（102，追加-patch目录）、DLC（103，按 CONTENT_ID 中的 label 归档）；
• 配套的 install_pkg.sh 脚本可把游戏直接安装到 ShadPS4 的 games/addons 目录（需先编辑目录配置），Windows 下可直接把 PKG 拖到 exe 上。

八、常见问题 FAQ

Q1：解密出来全是乱码？大概率是扇区号与解密范围不对齐——XTS 的 tweak 由扇区号决定，错位一个扇区全盘失效。检查传入decryptPFS的sector参数是否与数据在镜像中的位置匹配。

Q2：zlib 解压报错？说明该块本应未压缩却被当压缩块处理（或反之）。以sectorSize是否等于0x10000为准，别自己猜测。

Q3：需要 PSN 账号或联网吗？不需要。shadPS4Plus 是纯离线工具，密钥均为公开内置常量，全程不联网。

Q4：可以解什么文件？仅限本地 PKG 安装包（游戏本体 / 更新 / DLC），用于提取或备份自己合法拥有的内容。

写在最后

到这里，shadPS4Plus 的加密世界就完整了：RSA 解开钥匙、SHA256/AES-CBC 层层传递、HMAC 派生双钥、AES-XTS 守护扇区、zlib 压缩瘦身——PS4 的 PKG 加密体系看似复杂，拆开看只是几种经典算法的组合拳。相关文档可参阅 building-linux.md，也欢迎在 Debugging 文档 基础上继续深入源码调试 🕵️