使用AndroidKeysetManager

问题描述

我正在android项目中使用 'androidx.security:security-crypto:1.1.0-alpha02 '。它适用于文件加密/解密。我已经在需要使用身份验证的硬件密钥库中设置了一个主密钥。

private static MasterKey getOrCreateMasterKey(final Application application)
    throws IOException,GeneralSecurityException {
    return new MasterKey.Builder(application)
        .setKeyScheme(MasterKey.KeyScheme.AES256_GCM)
        .setUserAuthenticationRequired(true,3600)
        .setRequestStrongBoxBacked(true)
        .build();
}

安全性API 自动生成了我认为是 Tink 密钥集文件，适用于Android共享首选项

<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
    <string name="__androidx_security_crypto_encrypted_file_keyset__">129c0157ebfb4adffbd04e3ad4cd44336c5e89c3fe455d949031436c63789092960d8b93053de8e1fd855b61047a1d496ff26006958982e6a90f950746dbc7afc6b252bf51149b8404e5ff8616f9911ad54e153bf2c2c21eb571ca11223c77edd01b488465f7ab286ffd9054d7e396d1b2a187152dd9bf76ee5df9a5faefd5e5b7ec159fa04a860f9d237f833763f6c42acbcdedfb06a575264f948049b3841a4f08c094920612480a3d747970652e676f6f676c65617069732e636f6d2f676f6f676c652e63727970746f2e74696e6b2e41657347636d486b646653747265616d696e674b6579100118c09492062003</string>
</map>

如果我理解正确，那就是用于加密文件的实际DEK。

现在的问题是，如果我要导出加密文件，将无法在其他设备上解密，因为硬件密钥库中的主密钥不可导出。

最好的解决方案是使用PBKDF2将密钥集内的 DEK 导出，并将其解密为另一个设备密钥集。

一个可选的解决方案是在密钥库之外创建主密钥材料，用另一个KeyStore密钥对其进行保护，并在需要时使用PBKDF2导出它。这将打破jetpack安全性库的逻辑流程。

我尝试导入 Tink 库 'com.google.crypto.tink：tink-android：1.5.0' ，因为安全API没有针对该用例的实现，因此我可以直接开始管理密钥集。

AndroidKeysetManager manager = new AndroidKeysetManager.Builder()
    .withSharedPref(getApplicationContext(),"my_keyset_name","my_pref_file_name")
    .withKeyTemplate(AesGcmKeyManager.aes256GcmTemplate())
    .withMasterKeyUri(masterKeyUri)
    .build();

无论如何，我找不到使用此管理器解密密钥集中的密钥的方法，以便能够使用密码对其进行加密并正确导出。

您知道如何面对这个问题吗？

解决方法

我在官方的“ Tink HOW-TO”上找到了解决方案： https://github.com/google/tink/blob/master/docs/JAVA-HOWTO.md

有点违反直觉。

因此，这是一个可能的功能，用于导出先前使用AndroidKeyStore在harware安全元素内部生成的主密钥加密的特定密钥集：

 public byte[] exportKeyset(final String keysetName,final String password) throws
        IOException,GeneralSecurityException {


    AndroidKeysetManager backupKeySetManager = new AndroidKeysetManager.Builder()
            .withSharedPref(application,keysetName,"my_pref_file_name")
            .withKeyTemplate(AesGcmHkdfStreamingKeyManager.aes256GcmHkdf4KBTemplate())
            .withMasterKeyUri(MASTER_KEY_URI)
            .build();

    try(final ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream()){

        final byte[] saltBytes = new byte[16];
        new SecureRandom().nextBytes(saltBytes);

        final byte[] encryptionKeyMaterial =
                SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2withHmacSHA512")
                        .generateSecret(new PBEKeySpec(password.toCharArray(),saltBytes,3000000,256)).getEncoded();

        final AesGcmJce aesGcmJce = new AesGcmJce(encryptionKeyMaterial);

        CleartextKeysetHandle.write(backupKeySetManager.getKeysetHandle(),BinaryKeysetWriter.withOutputStream(byteArrayOutputStream));

        final byte[] clearKeyset = byteArrayOutputStream.toByteArray();

        byteArrayOutputStream.reset();
        byteArrayOutputStream.write(aesGcmJce.encrypt(clearKeyset,saltBytes));
        byteArrayOutputStream.write(saltBytes);

        return byteArrayOutputStream.toByteArray();

    }catch (IOException e){
        throw e;
    }

}