Android 安全模型

Android 的安全靠三层：应用沙箱隔离进程、权限体系控制能力、加密保护数据。前两层是系统给的，第三层要开发者自己做好。

权限管的是谁能进来，加密管的是拿走了也读不懂。

常见误区：把 token 明文存 SharedPreferences、日志里打密码、忽略证书校验。安全是系统工程，先从最容易被翻出来的数据入手。

Keystore 与密钥管理

Android Keystore 把密钥放在系统级保险箱里，App 只能使用不能导出。用它生成 AES 密钥，再配合设备锁屏解锁，安全性直接拉满。

val generator = KeyGenerator.getInstance(
  KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, "AndroidKeyStore")
generator.init(KeyGenParameterSpec.Builder(
  "app_key",
  KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT or KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)
  .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_GCM)
  .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_NONE)
  .build())
val key = generator.generateKey()
Keystore 特性
  • 硬件隔离密钥不出安全芯片。
  • 不可导出拿不到密钥原文。
  • 解锁绑定可要求设备解锁可用。

密钥别名用固定字符串，别把密钥对象序列化存文件。Keystore 密钥删了就没了，迁移要设计好再删。

AES/GCM 数据加密

AES-GCM 是推荐的对称加密：一次加密同时保证机密和完整性。每次加密生成随机 IV，IV 与密文一起存，解密时取回来。

fun encrypt(key: SecretKey, plain: ByteArray): ByteArray {
  val cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding")
  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key)
  val iv = cipher.iv
  val encrypted = cipher.doFinal(plain)
  return iv + encrypted // IV 拼在密文前面
}

fun decrypt(key: SecretKey, data: ByteArray): ByteArray {
  val iv = data.copyOfRange(0, 12)
  val body = data.copyOfRange(12, data.size)
  val cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding")
  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, GCMParameterSpec(128, iv))
  return cipher.doFinal(body)
}
Android 安全：中央发光盾牌带锁孔、两侧钥匙与加密数据卡片节点由连接线相连的蓝调插画
盾牌守护加密数据。

IV 每次必须不同，否则相同明文会出相同密文，泄露规律。别自己发明加密算法，用标准库的 AES/GCM 就够安全。

安全存储与偏好

Android 6 之后有 EncryptedSharedPreferences，键值整体加密；Jetpack Security 库的 EncryptedFile 加密整个文件。token、密钥、敏感配置都放这里。

val masterKey = MasterKey.Builder(context)
  .setKeyScheme(MasterKey.KeyScheme.AES256_GCM)
  .build()

val prefs = EncryptedSharedPreferences.create(
  context, "secure_prefs", masterKey,
  EncryptedSharedPreferences.PrefKeyEncryptionScheme.AES256_SIV,
  EncryptedSharedPreferences.PrefValueEncryptionScheme.AES256_GCM
)

加密存储不是万能：根目录下攻破的设备任何保护都有限。但加密能挡住常规的数据窃取和备份泄露，成本低收益高，默认就该用。

密钥与数据分开存放：加密后的密文可以进 SharedPreferences 或数据库，但密钥永远留在 Keystore。每次加密都生成随机 IV 并随密文保存，解密时取回；验证完整性用 GCM 的校验能力，解密失败说明数据被篡改或密钥不匹配，此时应当清空本地敏感数据并引导用户重新登录，而不是把错误数据继续用下去，同时把异常上报到监控，观察是否有人批量触发解密失败。备份恢复也要考虑：Keystore 密钥随设备走，换机时通过加密迁移或重新登录来重建密钥，别把密文拷过去却丢了钥匙。

还有一点：加密不是越复杂越好，标准库的 AES/GCM 足够；把算法参数写死在代码里，避免运行时配置被攻击者改写。