Python实现Android Keystore加密和解密

一、Android Keystore简介

Android Keystore是一种安全存储，用于保护用户的敏感信息，例如密码、证书和密钥。Android Keystore提供了一个安全的容器，使敏感的密钥可以存储、使用和保护。Keystore保证了密钥不会被恶意应用或用户攻击方式泄漏。

Android Keystore通常被用来存储非对称密钥，该密钥用于加密和解密数据或验证签名。非对称密钥包括公钥和私钥，两者可以相互转换。

二、Python如何实现Keystore加密和解密

Python的cryptography库提供了一种实现Keystore加密和解密的方法。该库是一个Python的密码学工具库，提供了诸如安全哈希、随机生成器、对称或非对称加密等工具。因此，我们可以使用Python的cryptography库生成非对称密钥，然后使用该密钥来加密和解密数据。

三、生成非对称密钥

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa

private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048
)
public_key = private_key.public_key()

以上代码使用cryptography库生成了一个2048位长度的RSA非对称密钥对。私钥保存在private_key变量中，公钥保存在public_key变量中。

四、使用私钥进行加密

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization

plaintext = b"Hello, encrypt me!"
ciphertext = private_key.encrypt(
    plaintext,
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)

# Serialize ciphertext
ciphertext = ciphertext.hex()

以上代码使用私钥将明文加密，并将加密后的文本序列化为十六进制字符串。加密时使用OAEP填充模式，使用SHA256算法进行摘要，不使用先前提到的标签。

五、使用公钥进行解密

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding

# Deserialize ciphertext
ciphertext = bytes.fromhex(ciphertext)

plaintext = private_key.decrypt(
    ciphertext,
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)

# Print plaintext
print(plaintext.decode())

以上代码使用公钥将之前加密的密文进行解密，并将解密后的明文打印出来。解密时使用OAEP填充模式，使用SHA256算法进行摘要，不使用标签。

六、完整代码

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import hashes, serialization

def generate_rsa_key_pair():
    private_key = rsa.generate_private_key(
        public_exponent=65537,
        key_size=2048
    )
    public_key = private_key.public_key()
    return (private_key, public_key)

def encrypt_message(message, public_key):
    ciphertext = public_key.encrypt(
        message.encode(),
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    ciphertext = ciphertext.hex()
    return ciphertext

def decrypt_message(ciphertext, private_key):
    ciphertext = bytes.fromhex(ciphertext)
    plaintext = private_key.decrypt(
        ciphertext,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    return plaintext.decode()

# Test
private_key, public_key = generate_rsa_key_pair()
message = "Hello, encrypt me!"
ciphertext = encrypt_message(message, public_key)
plaintext = decrypt_message(ciphertext, private_key)
print("Message: " + message)
print("Encrypted message: " + ciphertext)
print("Decrypted message: " + plaintext)