作者: Lilian Young 和 Shawn Willden, Android 安全團(tuán)隊(duì)；Frank Salim, Google Pay 團(tuán)隊(duì)

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Android Pie 加入 Keystore 新特性

Android Keystore 為應(yīng)用開(kāi)發(fā)者們提供了許多加密工具來(lái)保護(hù)用戶數(shù)據(jù)。Keystore 將軟件庫(kù)中的密碼學(xué)原語(yǔ)從 Android OS 移植到安全硬件中，從硬件層面為密鑰資料提供額外的安全防護(hù)，并確保密鑰僅能夠在安全硬件中被使用，因此即使設(shè)備遭受攻擊，應(yīng)用的機(jī)密數(shù)據(jù)也不會(huì)泄露。此外，Keystore 還允許應(yīng)用限定密鑰的使用方式和時(shí)間。

到了 Android Pie 之后，Keystore 也相應(yīng)加入了一些新功能。在這篇文章中，我們會(huì)詳細(xì)介紹其中的兩項(xiàng)新功能: 其一是通過(guò)限制密鑰的使用來(lái)達(dá)到保護(hù)敏感信息的目的；其二則是能夠在簡(jiǎn)化安全密鑰使用的同時(shí)，防止應(yīng)用和操作系統(tǒng)訪問(wèn)密鑰資料。

鍵盤鎖綁定密鑰

如果用戶當(dāng)前并未在使用設(shè)備，移動(dòng)端應(yīng)用可選擇延遲處理已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)。Android Pie 利用鍵盤鎖綁定密鑰技術(shù)來(lái)保護(hù)應(yīng)用在鎖屏?xí)r收到的敏感信息，直至用戶開(kāi)始訪問(wèn)它們。當(dāng)設(shè)備處于鎖屏狀態(tài)時(shí)，密鑰可用于加密或認(rèn)證操作，但是卻不可用于解密或者簽名。如果設(shè)備當(dāng)前被 PIN, 圖形或者密碼鎖定，任何試圖使用這些密鑰的操作都會(huì)失效。鍵盤鎖綁定密鑰可以在設(shè)備鎖屏?xí)r保護(hù)用戶數(shù)據(jù)，直到用戶需要這些數(shù)據(jù)。

鍵盤鎖綁定和驗(yàn)證綁定的功能類似，唯一需要著重強(qiáng)調(diào)的區(qū)別在于鍵盤鎖綁定將密鑰可用性與鎖屏狀態(tài)綁定在一起，而驗(yàn)證綁定則采用常量超時(shí)機(jī)制。當(dāng)密鑰鍵盤鎖綁定功能啟用后，一旦設(shè)備進(jìn)入鎖屏狀態(tài)，密鑰便會(huì)失效，直至用戶重新解鎖設(shè)備。

另外，還有一點(diǎn)請(qǐng)各位讀者注意，鑒于安全硬件無(wú)法獲知屏幕何時(shí)被鎖定，因此鍵盤鎖綁定由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行而非安全硬件。但驗(yàn)證綁定的情況則與之不同，它是一款由硬件強(qiáng)制執(zhí)行的 Android Keystore 特性。當(dāng)驗(yàn)證綁定與鍵盤鎖綁定配合使用時(shí)，設(shè)備將具備更高的安全防護(hù)級(jí)別。而且，由于鍵盤鎖綁定屬于操作系統(tǒng)功能，因此所有 Android Pie 設(shè)備都可以使用該功能。

任何由設(shè)備支持算法所編寫的密鑰均可啟動(dòng)鍵盤鎖綁定功能。如果您需要生成或?qū)腈I盤鎖綁定密鑰，請(qǐng)?jiān)谠O(shè)置 KeyGenParameterSpec 或 KeyProtection 的 builder 對(duì)象時(shí)，調(diào)用 setUnlockedDeviceRequired(true) 方法。

安全密鑰導(dǎo)入

安全密鑰導(dǎo)入是 Android Pie 引入的另一項(xiàng)新特性，它允許應(yīng)用以一種更加安全的方式將現(xiàn)有密鑰配置到密鑰庫(kù)中。密鑰源可能是位于本地?cái)?shù)據(jù)中心或云端的某臺(tái)服務(wù)器，它會(huì)通過(guò)用戶設(shè)備中的公共包裝密鑰來(lái)加密安全密鑰，并生成 SecureKeyWrapper 格式的文件，其中包含了被導(dǎo)入密鑰所允許的使用方式，而 SecureKeyWrapper 密鑰只有在生成包裝密鑰的設(shè)備上的 Keystore 硬件中才能被解密。密鑰在傳輸過(guò)程中完成加密，且對(duì)應(yīng)用和操作系統(tǒng)均不可見(jiàn)，也就是說(shuō)只有在導(dǎo)入到的安全硬件后才能使用這些密鑰。

如果應(yīng)用試圖與 Android 設(shè)備分享密鑰，但同時(shí)又想避免密鑰在離開(kāi)設(shè)備后被攔截，安全密鑰導(dǎo)入功能便是這中情形下理想的選擇。Google Play 已經(jīng)利用該技術(shù)在 Pixel 3 手機(jī)上配置部分密鑰，以確保密鑰不會(huì)被攔截或者從內(nèi)存中被提取。此外，安全密鑰導(dǎo)入的企業(yè)用例也很廣泛，比如，您可以從 CA 認(rèn)證中心托管方恢復(fù) S/MIME 加密密鑰，以便使用同一把密鑰在多個(gè)設(shè)備上解密電子郵件。

如果您想了解該特性的具體使用方法，請(qǐng)仔細(xì)閱讀教程文檔《Android 密鑰庫(kù)系統(tǒng)》中的相關(guān)部分。請(qǐng)注意，由于安全密鑰導(dǎo)入是一款安全硬件特性，因此部分 Android Pie 設(shè)備可能無(wú)法使用該功能。應(yīng)用可以調(diào)用 PURPOSE_WRAP_KEY 來(lái)生成一個(gè)密鑰對(duì)，以此來(lái)鑒別所用設(shè)備是否支持安全密鑰導(dǎo)入。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Android Pie 引入 Keystore 新特性，安全防护再升级的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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