Java 是否可以生成64字节（256位）的密钥并使用AndroidKeyStore存储/检索它？

在我的Android应用程序中，我需要一种方法来加密存储在本地数据库中的数据。 我选择RealmDB是因为它提供了与加密的无缝集成。我只需要在初始化领域实例时传递一个密钥。此密钥的大小必须为64字节

出于安全原因，我发现存储此密钥的最佳方法是在AndroidKeyStore中。我正在努力寻找一种方法来生成一个具有该大小的密钥（使用任何算法），并将其放入一个64字节的数组中。我试图保留API 19的minSdk，但我相信如果需要，我可以将其增加到23（这两个版本之间对AndroidKeyStore进行了许多更改）

有人有主意吗？这是我的密码：

类Encryption.java

private static KeyStore ks = null;
private static String ALIAS = "com.oi.pap";

public static byte[] loadkey(Context context) {

    byte[] content = new byte[64];
    try {
        if (ks == null) {
            createNewKeys(context);
        }

        ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
        ks.load(null);

        content= ks.getCertificate(ALIAS).getEncoded(); //<----- HERE, I GET SIZE GREATER THAN 64
        Log.e(TAG, "original key :" + Arrays.toString(content));
    } catch (KeyStoreException | CertificateException | IOException | NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    content = Arrays.copyOfRange(content, 0, 64); //<---- I would like to remove this part.
    return content;
}

private static void createNewKeys(Context context) throws KeyStoreException, CertificateException, NoSuchAlgorithmException, IOException {

    ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
    ks.load(null);
    try {
        // Create new key if needed
        if (!ks.containsAlias(ALIAS)) {
            Calendar start = Calendar.getInstance();
            Calendar end = Calendar.getInstance();
            end.add(Calendar.YEAR, 1);
            KeyPairGeneratorSpec spec = new KeyPairGeneratorSpec.Builder(context)
                    .setAlias(ALIAS)
                    .setSubject(new X500Principal("CN=PapRealmKey, O=oipap"))
                    .setSerialNumber(BigInteger.ONE)
                    .setStartDate(start.getTime())
                    .setEndDate(end.getTime())
                    .setKeySize(256)
                    .setKeyType(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_EC)
                    .build();
            KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator
                    .getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_RSA, "AndroidKeyStore");
            generator.initialize(spec);

            KeyPair keyPair = generator.generateKeyPair();
            Log.e(TAG, "generated key :" + Arrays.toString(keyPair.getPrivate().getEncoded()));

        }
    } catch (Exception e) {
        Log.e(TAG, Log.getStackTraceString(e));
    }
}

私有静态密钥库ks=null；
私有静态字符串ALIAS=“com.oi.pap”；
公共静态字节[]加载键（上下文）{
字节[]内容=新字节[64]；
试一试{
如果（ks==null）{
createNewKeys（上下文）；
}
ks=KeyStore.getInstance（“AndroidKeyStore”）；
ks.load（空）；
content=ks.getCertificate（ALIAS.getEncoded（）；//据我所知，解决此问题的通常方法是，生成自己所需大小的随机密钥（主密钥），并且可以在密钥存储的帮助下对该主密钥进行加密

生成自己需要的大小的随机主密钥
使用此主密钥加密数据（例如对称加密）
在密钥存储的帮助下加密主密钥
将加密的主密钥存储在某处
要解密数据，请执行以下操作：

读取加密的主密钥
在密钥存储的帮助下解密主密钥
使用主密钥解密数据
换句话说，存储在密钥存储中的不是主密钥，而是密钥存储可以用来保护/加密主密钥。
据我所知，解决此问题的通常方法是，生成自己需要的随机密钥（主密钥），此主密钥可以在密钥存储的帮助下进行加密

生成自己需要的大小的随机主密钥
使用此主密钥加密数据（例如对称加密）
在密钥存储的帮助下加密主密钥
将加密的主密钥存储在某处
要解密数据，请执行以下操作：

读取加密的主密钥
在密钥存储的帮助下解密主密钥
使用主密钥解密数据
换句话说，存储在密钥库中的不是主密钥，而是密钥库可以用来保护/加密主密钥。
AndroidKeyStore的要点是将敏感密钥材料从应用程序中移出，移出操作系统，并转移到安全硬件中，在那里它永远不会泄漏或被破坏。因此，根据设计，如果如果在AndroidKeyStore中创建密钥，则永远无法获取密钥材质

在这种情况下，Realm DB需要密钥材料，因此您不能为其提供AndroidKeyStore密钥。此外，Realm需要的是两个AES密钥，而不是您试图生成的EC密钥

生成所需关键材料的正确方法是：

byte[] dbKey = new byte[64];
Random random = new SecureRandom();
random.nextBytes(dbKey);
// Pass dbKey to Realm DB...
Arrays.fill(dbKey, 0); // Wipe key after use.

只有64个随机字节。但是，您需要将这些字节存储在某个位置。您可以使用AndroidKeyStore创建一个AES密钥，并使用它加密
dbKey
。类似于：

KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(
        KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, "AndroidKeyStore");
keyGenerator.init(
        new KeyGenParameterSpec.Builder("dbKeyWrappingKey",
                KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT | KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)
                .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_GCM)      
                .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_NONE)
                .build());
SecretKey key = keyGenerator.generateKey();

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] iv = cipher.getIV();
byte[] encryptedDbKey = cipher.doFinal(dbKey);

您需要将
iv
和
encryptedbkey
保存在某个位置（不在数据库中！），以便恢复
dbKey
。然后您可以使用以下方法对其进行解密：

KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
keyStore.load(null);
key = (SecretKey) keyStore.getKey("dbKeyWrappingKey", null);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new GCMParameterSpec(128, iv));
byte[] dbKey = cipher.doFinal(encryptedDbKey);
// Pass dbKey to Realm DB and then wipe it.

然而，尽管如此……我认为你不应该这样做。我不认为这实际上给了你安卓默认情况下没有给你的任何安全性。如果攻击者试图转储包含你数据库的设备存储，他将一无所获，因为安卓加密了所有存储。如果攻击者可以root在这个设备上，他可以像你的应用程序一样运行代码，并用它来解密
dbKey
，就像你的应用程序那样

AndroidKeyStore真正增加价值的地方是，如果您在
dbKeyWrappingKey
上添加了一些额外的保护。例如，如果您将其设置为需要在5分钟内进行用户身份验证，则只有在用户准备输入PIN/模式/pa时，才可以使用
dbWrappingKey
解密
dbKey
ssword或触摸指纹扫描仪。请注意，这仅在用户拥有PIN/模式/密码的情况下才有效，但如果他们没有，那么您的数据库对任何拿起电话的人都是开放的

请参阅
KeyGenParameterSpec
，了解您可以采取的所有措施，以限制
dbKeyWrappingKey
的使用方式。
AndroidKeyStore的要点是将敏感的密钥材料移出应用程序，移出操作系统，并移入安全的硬件中，在那里它永远不会泄漏或被破坏。因此，通过设计，如果您创建AndroidKeyStore中的密钥，您永远无法获取密钥材料

在这种情况下，Realm DB需要密钥材料，因此您不能为其提供AndroidKeyStore密钥。此外，Realm需要的是两个AES密钥，而不是您试图生成的EC密钥

生成所需关键材料的正确方法是：

byte[] dbKey = new byte[64];
Random random = new SecureRandom();
random.nextBytes(dbKey);
// Pass dbKey to Realm DB...
Arrays.fill(dbKey, 0); // Wipe key after use.

只有64个随机字节。但是，您需要将这些字节存储在某个位置。您可以使用AndroidKeyStore创建一个AES密钥，并使用它加密
dbKey
。类似于：

KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(
        KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, "AndroidKeyStore");
keyGenerator.init(
        new KeyGenParameterSpec.Builder("dbKeyWrappingKey",
                KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT | KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)
                .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_GCM)      
                .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_NONE)
                .build());
SecretKey key = keyGenerator.generateKey();

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] iv = cipher.getIV();
byte[] encryptedDbKey = cipher.doFinal(dbKey);

您需要将
iv
和
encryptedbkey
保存在某个位置（不在数据库中！），以便恢复
dbKey
。然后您可以使用以下方法对其进行解密：

KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
keyStore.load(null);
key = (SecretKey) keyStore.getKey("dbKeyWrappingKey", null);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new GCMParameterSpec(128, iv));
byte[] dbKey = cipher.doFinal(encryptedDbKey);
// Pass dbKey to Realm DB and then wipe it.

然而，尽管如此……我认为你不应该这样做。我不认为这实际上给了你安卓默认情况下没有给你的任何安全性。如果攻击者试图转储设备存储，哪一个