androidjavarsa加密

⑴ RSA 加密在 java 和 Android 上面出現的異常：BadPaddingException

在開發過程中，我遇到了一個棘手的RSA加密問題。客戶端試圖使用服務端提供的公鑰對數據進行加密，然後發送回伺服器。然而，服務端在接收加密數據時卻拋出了一個"BadPaddingException"異常。這個問題並非孤立，許多開發者也遇到過，但傳統的解決方案未能解決我的問題。

最終，我在Stackoverflow上找到了解答，指出Android和Java虛擬機可能存在微妙差異，這可能是引發異常的原因。調整了Cipher的設置後，問題得到了解決。

RSA加密演算法作為非對稱加密的基石，其工作原理是加密端利用公鑰加密，解密時則需要私鑰。具體過程可以這樣描述：首先，客戶端使用公鑰將明文數據加密，生成的密文只有持有對應私鑰的伺服器才能解讀。

為了更直觀地理解，你可以參考這個代碼實例：github.com/brainweiyi/java_rsa_example。希望這個信息能幫助你理解並解決你遇到的RSA加密問題。

⑵ Android中自帶的RSA加密演算法和JAVA中的區別

有點區別，java中默認填充方式是RSA/ECB/PKCS1Padding，Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");android不是 java Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding"); android Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/NoPadding");

⑶ Android V1及V2簽名原理簡析

Android為了保證系統及應用的安全性，在安裝APK的時候需要校驗包的完整性，同時，對於覆蓋安裝的場景還要校驗新舊是否匹配，這兩者都是通過Android簽名機制來進行保證的，本文就簡單看下Android的簽名與校驗原理，分一下幾個部分分析下：

簽名是摘要與非對稱密鑰加密相相結合的產物，摘要就像內容的一個指紋信息，一旦內容被篡改，摘要就會改變，簽名是摘要的加密結果，摘要改變，簽名也會失效。Android APK簽名也是這個道理，如果APK簽名跟內容對應不起來，Android系統就認為APK內容被篡改了，從而拒絕安裝，以保證系統的安全性。目前Android有三種簽名V1、V2（N）、V3（P），本文只看前兩種V1跟V2，對於V3的輪密先不考慮。先看下只有V1簽名後APK的樣式：

再看下只有V2簽名的APK包樣式：

同時具有V1 V2簽名：

可以看到，如果只有V2簽名，那麼APK包內容幾乎是沒有改動的，META_INF中不會有新增文件，按Google官方文檔：在使用v2簽名方案進行簽名時，會在APK文件中插入一個APK簽名分塊，該分塊位於zip中央目錄部分之前並緊鄰該部分。在APK簽名分塊內， 簽名和簽名者身份信息會存儲在APK簽名方案v2分塊中，保證整個APK文件不可修改 ，如下圖：

而V1簽名是通過META-INF中的三個文件保證簽名及信息的完整性：

V1簽名是如何保證信息的完整性呢？V1簽名主要包含三部分內容，如果狹義上說簽名跟公鑰的話，僅僅在.rsa文件中，V1簽名的三個文件其實是一套機制，不能單單拿一個來說事，

如果對APK中的資源文件進行了替換，那麼該資源的摘要必定發生改變，如果沒有修改MANIFEST.MF中的信息，那麼在安裝時候V1校驗就會失敗，無法安裝，不過如果篡改文件的同時，也修改其MANIFEST.MF中的摘要值，那麼MANIFEST.MF校驗就可以繞過。

CERT.SF個人覺得有點像冗餘，更像對文件完整性的二次保證，同繞過MANIFEST.MF一樣，.SF校驗也很容易被繞過。

CERT.RSA與CERT.SF是相互對應的，兩者名字前綴必須一致，不知道算不算一個無聊的標准。看下CERT.RSA文件內容：

CERT.RSA文件裡面存儲了證書公鑰、過期日期、發行人、加密演算法等信息，根據公鑰及加密演算法，Android系統就能計算出CERT.SF的摘要信息，其嚴格的格式如下：

從CERT.RSA中，我們能獲的證書的指紋信息，在微信分享、第三方SDK申請的時候經常用到，其實就是公鑰+開發者信息的一個簽名：

除了CERT.RSA文件，其餘兩個簽名文件其實跟keystore沒什麼關系，主要是文件自身的摘要及二次摘要，用不同的keystore進行簽名，生成的MANIFEST.MF與CERT.SF都是一樣的，不同的只有CERT.RSA簽名文件。也就是說前兩者主要保證各個文件的完整性，CERT.RSA從整體上保證APK的來源及完整性，不過META_INF中的文件不在校驗范圍中，這也是V1的一個缺點。V2簽名又是如何保證信息的完整性呢？

前面說過V1簽名中文件的完整性很容易被繞過，可以理解 單個文件完整性校驗的意義並不是很大 ，安裝的時候反而耗時，不如採用更加簡單的便捷的校驗方式。V2簽名就不針對單個文件校驗了，而是 針對APK進行校驗 ，將APK分成1M的塊，對每個塊計算值摘要，之後針對所有摘要進行摘要，再利用摘要進行簽名。

也就是說，V2摘要簽名分兩級，第一級是對APK文件的1、3 、4 部分進行摘要，第二級是對第一級的摘要集合進行摘要，然後利用秘鑰進行簽名。安裝的時候，塊摘要可以並行處理，這樣可以提高校驗速度。

APK是先摘要，再簽名，先看下摘要的定義：Message Digest：摘要是對消息數據執行一個單向Hash，從而生成一個固定長度的Hash值，這個值就是消息摘要，至於常聽到的MD5、SHA1都是摘要演算法的一種。理論上說，摘要一定會有碰撞，但只要保證有限長度內碰撞率很低就可以，這樣就能利用摘要來保證消息的完整性，只要消息被篡改，摘要一定會發生改變。但是，如果消息跟摘要同時被修改，那就無從得知了。

而數字簽名是什麼呢（公鑰數字簽名），利用非對稱加密技術，通過私鑰對摘要進行加密，產生一個字元串，這個字元串+公鑰證書就可以看做消息的數字簽名，如RSA就是常用的非對稱加密演算法。在沒有私鑰的前提下，非對稱加密演算法能確保別人無法偽造簽名，因此數字簽名也是對發送者信息真實性的一個有效證明。不過由於Android的keystore證書是自簽名的，沒有第三方權威機構認證，用戶可以自行生成keystore，Android簽名方案無法保證APK不被二次簽名。

知道了摘要跟簽名的概念後，再來看看Android的簽名文件怎麼來的？如何影響原來APK包？通過sdk中的apksign來對一個APK進行簽名的命令如下：

其主要實現在 android/platform/tools/apksig 文件夾中，主體是ApkSigner.java的sign函數，函數比較長，分幾步分析

先來看這一步，ApkUtils.findZipSections，這個函數主要是解析APK文件，獲得ZIP格式的一些簡單信息，並返回一個ZipSections，

ZipSections包含了ZIP文件格式的一些信息，比如中央目錄信息、中央目錄結尾信息等，對比到zip文件格式如下：

獲取到 ZipSections之後，就可以進一步解析APK這個ZIP包，繼續走後面的簽名流程，

可以看到先進行了一個V2簽名的檢驗，這里是用來簽名，為什麼先檢驗了一次？第一次簽名的時候會直接走這個異常邏輯分支，重復簽名的時候才能獲到取之前的V2簽名，懷疑這里獲取V2簽名的目的應該是為了排除V2簽名，並獲取V2簽名以外的數據塊，因為簽名本身不能被算入到簽名中，之後會解析中央目錄區，構建一個DefaultApkSignerEngine用於簽名

先解析中央目錄區，獲取AndroidManifest文件，獲取minSdkVersion(影響簽名演算法)，並構建DefaultApkSignerEngine，默認情況下V1 V2簽名都是打開的。

第五步與第六步的主要工作是：apk的預處理，包括目錄的一些排序之類的工作，應該是為了更高效處理簽名，預處理結束後，就開始簽名流程，首先做的是V1簽名（默認存在，除非主動關閉）：

步驟7、8、9都可以看做是V1簽名的處理邏輯，主要在V1SchemeSigner中處理，其中包括創建META-INFO文件夾下的一些簽名文件，更新中央目錄、更新中央目錄結尾等，流程不復雜，不在贅述，簡單流程就是：

這里特殊提一下重復簽名的問題： 對一個已經V1簽名的APK再次V1簽名不會有任何問題 ，原理就是：再次簽名的時候，會排除之前的簽名文件。

可以看到目錄、META-INF文件夾下的文件、sf、rsa等結尾的文件都不會被V1簽名進行處理，所以這里不用擔心多次簽名的問題。接下來就是處理V2簽名。

V2SchemeSigner處理V2簽名，邏輯比較清晰，直接對V1簽名過的APK進行分塊摘要，再集合簽名，V2簽名不會改變之前V1簽名後的任何信息，簽名後，在中央目錄前添加V2簽名塊，並更新中央目錄結尾信息，因為V2簽名後，中央目錄的偏移會再次改變：

簽名校驗的過程可以看做簽名的逆向，只不過覆蓋安裝可能還要校驗公鑰及證書信息一致，否則覆蓋安裝會失敗。簽名校驗的入口在PackageManagerService的install里，安裝官方文檔，7.0以上的手機優先檢測V2簽名，如果V2簽名不存在，再校驗V1簽名，對於7.0以下的手機，不存在V2簽名校驗機制，只會校驗V1，所以，如果你的App的miniSdkVersion<24(N)，那麼你的簽名方式必須內含V1簽名：

校驗流程就是簽名的逆向，了解簽名流程即可，本文不求甚解，有興趣自己去分析，只是額外提下覆蓋安裝，覆蓋安裝除了檢驗APK自己的完整性以外，還要校驗證書是否一致只有證書一致（同一個keystore簽名），才有可能覆蓋升級。覆蓋安裝同全新安裝相比較多了幾個校驗

這里只關心證書部分：

Android V1及V2簽名簽名原理簡析

僅供參考，歡迎指正

⑷ Android Okhttp/Retrofit網路請求加解密實現方案

比較安全的方案應該是AES+RSA的加密方式。具體如下圖所示。

為什麼要這樣做呢？
1、RSA是非對稱加密，公鑰和私鑰分開，且公鑰可以公開，很適合網路數據傳輸場景。但RSA加密比較慢，據說比AES慢100倍，且對加密的數據長度也有限制。
2、AES是對稱加密，加密速度快，安全性高，但密鑰的保存是個問題，在網路數據傳輸的場景就很容易由於密鑰泄露造成安全隱患
3、所以，AES+RSA結合才更好，AES加密數據，且密鑰隨機生成，RSA用對方（伺服器）的公鑰加密隨機生成的AES密鑰。傳輸時要把密文，加密的AES密鑰和自己的公鑰傳給對方（伺服器）。對方（伺服器）接到數據後，用自己的私鑰解密AES密鑰，再拿AES密鑰解密數據得到明文。這樣就綜合了兩種加密體系的優點。
4、除上面說的外，還可以加簽名，即對傳輸的數據（加密前）先做個哈希，然後用自己的RSA私鑰對哈希簽名（對方拿到自己的公鑰可以驗簽），這樣可以驗證傳輸內容有沒有被修改過。

就java來說，加密的輸入和輸出都是位元組數組類型的，也就是二進制數據，網路傳輸或本地保存都需要重新編碼為字元串。推薦使用Base64。Android 有自帶的Base64實現，flag要選Base64.NO_WRAP，不然末尾會有換行影響服務端解碼。
Android中Base64加密

總而言之，這些不同語言都有實現庫，調用即可，關鍵是參數要一致，具體還需要和後台聯調一下。
rsa加解密的內容超長的問題解決

現在說到網路框架，應該毫無疑問是Retrofit了。上面說的加密方案說到底還是要在網路請求框架內加上，怎麼做入侵最小，怎麼做最方便才是重點。
1、坑定不能直接在介面調用層做加密，加參數，這樣每個介面都要修改，這是不可能的。
2、ConverterFactory處理，這也是網上可以搜到的很多文章的寫法，但我覺得還是有入侵。而且有點麻煩。
3、OkHttp添加攔截器，這種方法入侵最小（可以說沒有），實現呢也非常優雅。
下面的實現，網上也找不到多少可以參考的文章，但不得不說，OkHttp的封裝和設計真的很好用，所見即所得。看下源碼，就知道該怎麼用了，連文檔都不用查。

主要注意點：
0、和介面無關的新加的數據放在請求頭里。
1、該close的要close，不然會內存泄漏。
2、新舊Request和Response要區分好，新的要替換舊的去傳遞或返回。
3、要對response.code()做處理，只有在和後台約定好的返回碼下才走解密的邏輯，具體看自己的需求，不一定都是200。