Python實現Android Keystore加密和解密

一、Android Keystore簡介

Android Keystore是一種安全存儲，用於保護用戶的敏感信息，例如密碼、證書和密鑰。Android Keystore提供了一個安全的容器，使敏感的密鑰可以存儲、使用和保護。Keystore保證了密鑰不會被惡意應用或用戶攻擊方式泄漏。

Android Keystore通常被用來存儲非對稱密鑰，該密鑰用於加密和解密數據或驗證簽名。非對稱密鑰包括公鑰和私鑰，兩者可以相互轉換。

二、Python如何實現Keystore加密和解密

Python的cryptography庫提供了一種實現Keystore加密和解密的方法。該庫是一個Python的密碼學工具庫，提供了諸如安全哈希、隨機生成器、對稱或非對稱加密等工具。因此，我們可以使用Python的cryptography庫生成非對稱密鑰，然後使用該密鑰來加密和解密數據。

三、生成非對稱密鑰

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()

以上代碼使用cryptography庫生成了一個2048位長度的RSA非對稱密鑰對。私鑰保存在private_key變量中，公鑰保存在public_key變量中。

四、使用私鑰進行加密

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()

以上代碼使用私鑰將明文加密，並將加密後的文本序列化為十六進制字符串。加密時使用OAEP填充模式，使用SHA256算法進行摘要，不使用先前提到的標籤。

五、使用公鑰進行解密

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())

以上代碼使用公鑰將之前加密的密文進行解密，並將解密後的明文打印出來。解密時使用OAEP填充模式，使用SHA256算法進行摘要，不使用標籤。

六、完整代碼

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)