Android keystore

Android Keystore Service

Android Keystore 시스템을 사용하면 암호화 키를 “컨테이너”에 저장하여 기기에서 추출하기 어렵게 할 수 있습니다. 키 저장소에 키가 저장되면, 키 자료는 내보낼 수 없는 상태로 유지하면서 키를 암호화 작업에 사용할 수 있습니다. 이 시스템에서는 키 사용 시기와 사용 방법을 제한하는 기능도 제공합니다. 예를 들어 키 사용을 위해 사용자 인증을 요구하거나, 특정 암호화 모드에서만 키를 사용하도록 제한할 수 있습니다.

→ 여기서 ‘컨테이너’는 시스템만 접근 가능한 영역이다.

추출 차단

Android Keystore 키의 키 자료 추출을 차단하기 위해 두 가지 보안 조치가 사용됩니다.

“Inside Android Security” 의 저자 Nicolay Elenkov 에 의하면 Android M 이전의 Software-backed KeyStore 는 root 된 기기에서 유출 가능하다고 합니다. 즉, (Android KeyStore)를 쓰더라도 Android M 이전의 기기에서는 우리 앱의 데이터가 100% 안전하다는 장담을 할 수는 없습니다.

KeyInfo API 로 키가 하드웨어로 안전하게 보호되고 있는지를 확인하는 방법

val privKey = (keyEntry as KeyStore.PrivateKeyEntry).privateKey
val factory = KeyFactory.getInstance(privKey.getAlgorithm(), "AndroidKeyStore")
val keyInfo: KeyInfo
try {
    keyInfo = factory.getKeySpec(privKey, KeyInfo::class.java)
    println("HARDWARE-BACKED KEY???? " + keyInfo.isInsideSecureHardware)
} catch (e: InvalidKeySpecException) {
    // Not an Android KeyStore key.
    e.printStackTrace()
}

지원되는 알고리즘

새 비공개 키 생성

    	/*
 * Generate a new EC key pair entry in the Android Keystore by
 * using the KeyPairGenerator API. The private key can only be
 * used for signing or verification and only with SHA-256 or
 * SHA-512 as the message digest.
 */
val kpg: KeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(
        KeyProperties.KEY_ALGORITHM_EC,
        "AndroidKeyStore"
)
        val parameterSpec: KeyGenParameterSpec = KeyGenParameterSpec.Builder(
        alias,
        KeyProperties.PURPOSE_SIGN or KeyProperties.PURPOSE_VERIFY
).run {
    setDigests(KeyProperties.DIGEST_SHA256, KeyProperties.DIGEST_SHA512)
    build()
}

kpg.initialize(parameterSpec)

val kp = kpg.generateKeyPair()

데이터 서명 및 확인

    	/*
 * Use a PrivateKey in the KeyStore to create a signature over
 * some data.
 */
val ks: KeyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore").apply {
    load(null)
}
val entry: KeyStore.Entry = ks.getEntry(alias, null)
if (entry !is KeyStore.PrivateKeyEntry) {
    Log.w(TAG, "Not an instance of a PrivateKeyEntry")
    return null
}
val signature: ByteArray = Signature.getInstance("SHA256withECDSA").run {
    initSign(entry.privateKey)
    update(data)
    sign()
}

/*
 * Verify a signature previously made by a PrivateKey in our
 * KeyStore. This uses the X.509 certificate attached to our
 * private key in the KeyStore to validate a previously
 * generated signature.
 */
val ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore").apply {
    load(null)
}
val entry = ks.getEntry(alias, null) as? KeyStore.PrivateKeyEntry
if (entry == null) {
    Log.w(TAG, "Not an instance of a PrivateKeyEntry")
    return false
}
val valid: Boolean = Signature.getInstance("SHA256withECDSA").run {
    initVerify(entry.certificate)
    update(data)
    verify(signature)
}

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