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Android-KeyStore安全的存储系统

news 来源：原创 2025/4/23 5:42:14

在 Android 中，AndroidKeyStore 是一个安全的存储系统，用于存储加密密钥。它提供了一种安全的方式来生成、存储和管理密钥，而无需将密钥暴露给应用程序本身。以下是如何使用 AndroidKeyStore 的基本步骤和示例代码。

检查 AndroidKeyStore 是否可用

AndroidKeyStore 在 Android API 18（Android 4.3）及以上版本中可用。确保你的应用支持这些版本。if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {// AndroidKeyStore 不可用return;
}

完整 Java 示例

import android.security.keystore.KeyGenParameterSpec;
import android.security.keystore.KeyProperties;import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.KeyStore;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import javax.crypto.Cipher;public class AndroidKeyStoreExample {// 密钥库类型private static final String PP_KEYSTORE_TYPE = "AndroidKeyStore";// 密钥库别名private static final String PP_KEYSTORE_ALIAS = "pp_keystore_alias";// 加密算法标准名称private static final String PP_TRANSFORMATION = "RSA/ECB/PKCS1Padding";public static void main(String[] args) {try {// 创建 RSA 密钥对createRsaKeyPair(PP_KEYSTORE_ALIAS);// 获取公钥和私钥PublicKey publicKey = getPublicKey(PP_KEYSTORE_ALIAS);PrivateKey privateKey = getPrivateKey(PP_KEYSTORE_ALIAS);// 原始数据String originalText = "Hello, AndroidKeyStore!";System.out.println("Original Text: " + originalText);// 使用公钥加密数据byte[] encryptedData = encryptData(publicKey, originalText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));System.out.println("Encrypted Data: " + new String(encryptedData, StandardCharsets.UTF_8));// 使用私钥解密数据byte[] decryptedData = decryptData(privateKey, encryptedData);System.out.println("Decrypted Data: " + new String(decryptedData, StandardCharsets.UTF_8));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/*** 创建 RSA 密钥对*/public static void createRsaKeyPair(String alias) throws Exception {KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_RSA, PP_KEYSTORE_TYPE);KeyGenParameterSpec spec = new KeyGenParameterSpec.Builder(alias,KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT | KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT).setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_RSA_PKCS1).build();keyPairGenerator.initialize(spec);keyPairGenerator.generateKeyPair();}/*** 获取公钥*/public static PublicKey getPublicKey(String alias) throws Exception {KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(PP_KEYSTORE_TYPE);keyStore.load(null); // 加载 AndroidKeyStorereturn keyStore.getCertificate(alias).getPublicKey();}/*** 获取私钥*/public static PrivateKey getPrivateKey(String alias) throws Exception {KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(PP_KEYSTORE_TYPE);keyStore.load(null); // 加载 AndroidKeyStorereturn (PrivateKey) keyStore.getKey(alias, null);}/*** 使用公钥加密数据*/public static byte[] encryptData(PublicKey publicKey, byte[] data) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(PP_TRANSFORMATION);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);return cipher.doFinal(data);}/*** 使用私钥解密数据*/public static byte[] decryptData(PrivateKey privateKey, byte[] encryptedData) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(PP_TRANSFORMATION);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);return cipher.doFinal(encryptedData);}
}

代码说明

1. 创建 RSA 密钥对

使用 KeyPairGenerator 和 KeyGenParameterSpec 创建一个 RSA 密钥对。
KeyGenParameterSpec.Builder 用于指定密钥的用途（加密和解密）、填充方式等配置。

2. 获取公钥和私钥

公钥通过 KeyStore.getCertificate(alias).getPublicKey() 获取。
私钥通过 KeyStore.getKey(alias, null) 获取。

3. 加密数据

使用公钥和指定的加密算法（RSA/ECB/PKCS1Padding）对数据进行加密。

4. 解密数据

使用私钥和相同的加密算法对加密后的数据进行解密。

运行结果

假设原始数据是 "Hello, AndroidKeyStore!"，运行程序后会输出：

Original Text: Hello, AndroidKeyStore!
Encrypted Data: [加密后的二进制数据]
Decrypted Data: Hello, AndroidKeyStore!

注意事项

API 版本要求：
- AndroidKeyStore 支持 API 18 及以上版本。
- 如果需要在更低版本中实现类似功能，可以考虑使用其他加密库（如 Bouncy Castle）。
异常处理：
- 在实际开发中，务必捕获并处理可能抛出的异常，例如：
  - KeyStoreException
  - NoSuchAlgorithmException
  - InvalidKeyException
  - IllegalBlockSizeException
  - BadPaddingException
安全性：
- 使用 setUserAuthenticationRequired(true) 可以要求用户认证（如指纹或 PIN 码）才能访问密钥。
- 避免将敏感数据存储在内存中太久，减少泄露风险。
填充方式：
- PKCS1Padding 是常用的填充方式，但如果你需要更高的安全性，可以考虑更现代的填充方式（如 OAEP）。