Android数据加密：
Android 提供了 KeyStore 等可以长期存储和检索加密密钥的机制，Android KeyStore 系统特别适合于存储加密密钥。
“AndroidKeyStore” 是 KeyStore 的一个子集，存进 AndroidKeyStore 的 key 将受到签名保护，并且这些 key 是存在系统里的，而不是在 App 的 data 目录下，依托于硬件的 KeyChain 存储，可以做到 private key 一旦存入就无法取出，
每个 App 自己创建的 key，别的应用是访问不到的。
它提供了限制何时以何种方式使用密钥的方法，比如使用密钥时需要用户认证或限制密钥只能在加密模式下使用。
一个应用程式只能编辑、保存、取出自己的密钥。
App可以生成或者接收一个公私密钥对，并存储在Android的Keystore系统中。公钥可以用于在应用数据放置到特定文件夹前对数据进行加密，私钥可以在需要的时候解密相应的数据。
作用：
KeyStore 适用于生成和存储密钥，这些密钥可以用来加密运行时获取到的数据，比如运行时，用户输入的密码，或者服务端传下来的 token。
操作方式
- 存：使用Keystore 加密信息后存入SharedPreferences
- 取：从SharedPreferences取出信息並使用Keystore 解密
建议做法
1. 使用对称式加解密，但只能在Api Level 23+使用
对称式加解密(AES)速度较快，但是对称式的Key若要存在KeyStore裡，Api level一定要在23以上才支持，23以下是无法存入KeyStore的，非对称式的Key則不在此限。
2. 想兼容各Api版本(23以下也能用)
- 若要存取的東西不多、字串長度也不長：直接使用非对称式加解密即可
- 若要存取的東西很多或字串長度很長：由於非对称式加解密速度较慢，使用非对称式+对称式加解密可以解決此問題。
考慮到加解密效能、版本兼容，下面會介紹用非对称式+对称式來加解密。
KeyStore非对称+对称式加解密流程
- 使用KeyStore产生随机的RSA Key；
- 产生AES Key，并用RSA Public Key加密后存入SharedPrefs；
- 从SharedPrefs取出AES Key，並用RSA Private Key解密，用這把AES Key來加解密信息；
主流的加密方式有：（对称加密）AES、DES （非对称加密）RSA、DSA
工作模式:
DES一共有:
电子密码本模式（ECB）、加密分组链接模式（CBC）、加密反馈模式（CFB）、输出反馈模式（OFB）;
AES一共有：
电子密码本模式（ECB）、加密分组链接模式（CBC）、加密反馈模式（CFB）、输出反馈模式（OFB）、计数器模式（CTR），伽罗瓦计数器模式（GCM）
PKCS5Padding是填充模式，还有其它的填充模式;
对于初始化向量iv: 初始化向量参数，AES 为16bytes. DES 为8bytes
1 private static final String KEYSTORE_PROVIDER = "AndroidKeyStore"; 2 private static final String AES_MODE = "AES/GCM/NoPadding"; 3 private static final String RSA_MODE = "RSA/ECB/PKCS1Padding"; 4 5 private static final String KEYSTORE_ALIAS = "KEYSTORE_DEMO"; 6 7 KeyStore mKeyStore = KeyStore.getInstance(KEYSTORE_PROVIDER); 8 mKeyStore.load(null);
（1）产生随机的RSA Key
产生RSA Key会使用到KeyPairGenerator：
其中KeyPairGeneratorSpec在Api 23以上已經Deprecated了；
Api level 23以上改使用KeyGenParameterSpec；
1 private void genKeyStoreKey(Context context) throws Exception { 2 if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) { 3 generateRSAKey_AboveApi23(); 4 } else { 5 generateRSAKey_BelowApi23(context); 6 } 7 }
api23 以上使用 KeyGenParameterSpec：
1 @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M) 2 private void generateRSAKey_AboveApi23() throws Exception { 3 KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator 4 .getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_RSA, KEYSTORE_PROVIDER); 5 6 7 KeyGenParameterSpec keyGenParameterSpec = new KeyGenParameterSpec 8 .Builder(KEYSTORE_ALIAS, KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT | KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT) 9 .setDigests(KeyProperties.DIGEST_SHA256, KeyProperties.DIGEST_SHA512) 10 .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_RSA_PKCS1) 11 .build(); 12 13 keyPairGenerator.initialize(keyGenParameterSpec); 14 keyPairGenerator.generateKeyPair(); 15 16 }
api23 以下使用 KeyPairGeneratorSpec：
1 private void generateRSAKey_BelowApi23(Context context) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException, InvalidAlgorithmParameterException { 2 Calendar start = Calendar.getInstance(); 3 Calendar end = Calendar.getInstance(); 4 end.add(Calendar.YEAR, 30); 5 6 KeyPairGeneratorSpec spec = new KeyPairGeneratorSpec.Builder(context) 7 .setAlias(KEYSTORE_ALIAS) 8 .setSubject(new X500Principal("CN=" + KEYSTORE_ALIAS)) 9 .setSerialNumber(BigInteger.TEN) 10 .setStartDate(start.getTime()) 11 .setEndDate(end.getTime()) 12 .build(); 13 14 KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator 15 .getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_RSA, KEYSTORE_PROVIDER); 16 17 keyPairGenerator.initialize(spec); 18 keyPairGenerator.generateKeyPair(); 19 }
（2）产生AES Key后， 并用RSA Public Key加密后存入SharedPrefs
1 private void genAESKey() throws Exception { 2 // Generate AES-Key 3 byte[] aesKey = new byte[16]; 4 SecureRandom secureRandom = new SecureRandom(); 5 secureRandom.nextBytes(aesKey); 6 7 // Generate 12 bytes iv then save to SharedPrefs 8 byte[] generated = secureRandom.generateSeed(12); 9 String iv = Base64.encodeToString(generated, Base64.DEFAULT); 10 prefsHelper.setIV(iv); 12 13 // Encrypt AES-Key with RSA Public Key then save to SharedPrefs 14 String encryptAESKey = encryptRSA(aesKey); 15 prefsHelper.setAESKey(encryptAESKey); 16 }
1］ 加密存储：使用RSA Public Key 加密 AES Key，存入缓存中。
2] 解密使用：使用RSA Private Key 解密 得到 AES Key。
1 private String encryptRSA(byte[] plainText) throws Exception { 2 PublicKey publicKey = keyStore.getCertificate(KEYSTORE_ALIAS).getPublicKey(); 3 4 Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_MODE); 5 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); 6 7 byte[] encryptedByte = cipher.doFinal(plainText); 8 return Base64.encodeToString(encryptedByte, Base64.DEFAULT); 9 } 11 12 private byte[] decryptRSA(String encryptedText) throws Exception { 13 PrivateKey privateKey = (PrivateKey) keyStore.getKey(KEYSTORE_ALIAS, null); 14 15 Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_MODE); 16 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); 17 18 byte[] encryptedBytes = Base64.decode(encryptedText, Base64.DEFAULT); 19 byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes); 20 21 return decryptedBytes; 22 }
获取AES :
1 private SecretKeySpec getAESKey() throws Exception {
2 String encryptedKey = prefsHelper.getAESKey();
3 byte[] aesKey = decryptRSA(encryptedKey);
4
5 return new SecretKeySpec(aesKey, AES_MODE);
6 }
再使用AES 加解密内容：
对于：Cipher 初始化
1 //实例化加密类，参数为加密方式，要写全 2 Cipher cipher = Cipher.getIntance("AES/CBC/PKCS5Padding"); 3 4 //初始化，此方法可以采用三种方式，按服务器要求来添加。 5 //（1）无第三个参数 6 //（2）第三个参数为SecureRandom random = new SecureRandom(); 7 // 中random对象，随机数。(AES不可采用这种方法) 8 //（3）第三个参数：IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes); 9 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivSpec/random);
具体使用：
1 /** 2 * AES Encryption 3 * @param plainText: A string which needs to be encrypted. 4 * @return A base64's string after encrypting. 5 */ 6 private String encryptAES(String plainText) throws Exception { 7 Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_MODE); 8 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getAESKey(), new IvParameterSpec(getIV())); 9 10 // 加密過後的byte 11 byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes()); 12 13 // 將byte轉為base64的string編碼 14 return Base64.encodeToString(encryptedBytes, Base64.DEFAULT); 15 } 17 18 private String decryptAES(String encryptedText) throws Exception { 19 // 將加密過後的Base64編碼格式 解碼成 byte 20 byte[] decodedBytes = Base64.decode(encryptedText.getBytes(), Base64.DEFAULT); 21 22 // 將解碼過後的byte 使用AES解密 23 Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_MODE); 24 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getAESKey(), new IvParameterSpec(getIV())); 25 26 return new String(cipher.doFinal(decodedBytes)); 27 }
iv 初始化向量
1 private byte[] getIV() { 2 String prefIV = prefsHelper.getIV(); 3 return Base64.decode(prefIV, Base64.DEFAULT); 4 }
关于RSA：
使用RSA加解密时，在较低版本的手机上可能无法选择OAEP(最优非对称加密填充，RSA的加密解密是基于OAEP的)這個模式;
因此可以改使用RSA_PKCS1_PADDING模式，使用这个模式的話，输入必须比RSA的Key至少11個字节，如果需要被加密的字串过长的话，可以在产生Key时指定Key Size长度，或是将字串分段加密。
以预设Key Size = 2048bit(256byte)來说，输入最长只能到256–11=245byte，我們可以透过setKeySize(int keySize)指定Key的长度，但是Key Size越大，加解密时速度就越慢。
1 KeyGenParameterSpec keyGenParameterSpec = new KeyGenParameterSpec 2 .Builder(KEYSTORE_ALIAS, KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT | KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT) 3 .setDigests(KeyProperties.DIGEST_SHA256, KeyProperties.DIGEST_SHA512) 4 .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_RSA_PKCS1) 5 .setKeySize(4096) 6 .build();
引言：
RSA Supported sizes: 512, 768, 1024, 2048, 3072, 4096
Where is the best place to store a password in your Android app？