5.6.2 密码学 规则书

原书：Android Application Secure Design/Secure Coding Guidebook

译者：飞龙

协议：CC BY-NC-SA 4.0

使用加密技术时，遵循以下规则：

5.6.2.1 指定加密算法时，请显式指定加密模式和填充（必需）

在使用加密技术和数据验证等密码学技术时，加密模式和填充必须显式指定。 在 Android 应用开发中使用加密时，你将主要使用java.crypto中的Cipher类。 为了使用Cipher类，你将首先通过指定要使用的加密类型，来创建Cipher类对象的实例。 这个指定被称为转换，并且有两种格式可以指定转换：

• 算法/模式/填充
• 算法

在后一种情况下，加密模式和填充将隐式设置为 Android 可以访问的加密服务供应器的适当默认值。 这些默认值优先考虑便利性和兼容性而选择，并且在某些情况下可能不是特别安全的选择。 为此，为了确保正确的安全保护，必须使用两种格式中的前者，其中显式指定了加密模式和填充。

5.6.2.2 使用强算法（特别是符合相关标准的算法）（必需）

使用加密技术时，选择符合特定标准的强算法很重要。 此外，在算法允许多个密钥长度的情况下，重要的是要考虑应用的整个产品生命周期，并选择足以确保安全性的密钥长度。 此外，对于一些加密模式和填充模式，存在已知的攻击策略；对这些威胁做出有力的选择是非常重要的。

确实，选择弱加密方法会造成灾难性后果。 例如，被加密来防止第三方窃听的文件，实际上可能仅受到无效保护，并且可能允许第三方窃听。 由于 IT 的不断进步导致加密分析技术的持续改进，因此至关重要的是，考虑并选择一个算法，它能够在运行的整个期间，保证安全性。在此时间，你希望应用保持运行。

实际加密技术的标准因国家而异，详见下表（单位：位）。

表 5.6-1 NIST(USA) NIST SP800-57

表 5.6-2 ECRYPT II (EU)

表 5.6-3 CRYPTREC(Japan) CRYPTREC 加密算法列表

5.6.2.3 使用基于密码的加密时，不要在设备上存储密码（必需）

在基于密码的加密中，当根据用户输入的密码生成加密密钥时，请勿将密码存储在设备中。 基于密码的加密的优点是无需管理加密密钥；将密码存储在设备上消除了这一优势。 无需多说，在设备上存储密码会产生其他应用窃听的风险，因此出于安全原因，在设备上存储密码也是不可接受的。

5.6.2.4 从密码生成密钥时，使用盐（必需）

在基于密码的加密中，当根据用户输入的密码生成加密密钥时，请始终使用盐。 另外，如果你要在同一设备中为不同用户提供功能，请为每个用户使用不同的盐。 原因是，如果你仅使用简单的哈希函数生成加密密钥而不使用盐，则可以使用称为“彩虹表”的技术轻松恢复密码。使用了盐时，会使用相同的密码生成的密钥 将是不同的（不同的哈希值），防止使用彩虹表来搜索密钥。

示例：

public final byte[] encrypt(final byte[] plain, final char[] password) {
    byte[] encrypted = null;
    try {
        // *** POINT *** Explicitly specify the encryption mode and the padding.
        // *** POINT *** Use strong encryption methods (specifically, technologies that meet the relevant criteria), including algorithms, block cipher modes, and padding modes.
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        // *** POINT *** When generating keys from passwords, use Salt.
        SecretKey secretKey = generateKey(password, mSalt);

5.6.2.5 从密码生成密钥时，指定适当的哈希迭代计数（必需）

在基于密码的加密中，当根据用户输入的密码生成加密密钥时，你需要选择在密钥生成过程（“拉伸”）中，散列过程的重复次数；指定足够大的数字来确保安全性非常重要。一般来说，1,000 或更大的迭代次数是足够的。如果你使用密钥来保护更有价值的资产，请指定 1,000,000 或更高的计数。由于散列函数的单个计算所需的处理时间很少，因此攻击者可能很容易进行爆破攻击。因此，通过使用拉伸方法（其中散列处理重复多次），我们可以有意确保该过程消耗大量时间，因此爆破攻击的成本更高。请注意，拉伸重复次数也会影响应用的处理速度，因此请谨慎选择合适的值。

示例：

private static final SecretKey generateKey(final char[] password, final byte[] salt) {
    SecretKey secretKey = null;
    PBEKeySpec keySpec = null;

    (Omit)

    // *** POINT *** When generating a key from password, use Salt.
    // *** POINT *** When generating a key from password, specify an appropriate hash iteration count.
    // *** POINT *** Use a key of length sufficient to guarantee the strength of encryption. 
    keySpec = new PBEKeySpec(password, salt, KEY_GEN_ITERATION_COUNT, KEY_LENGTH_BITS);

5.6.2.6 采取措施来增加密码强度（推荐）

在基于密码的加密中，当基于用户输入的密码生成加密密钥时，生成的密钥的强度受用户密码强度的强烈影响，因此值得采取措施来加强从用户那里收到的密码。 例如，你可以要求密码长度至少为 8 个字符，并且包含多种类型的字符 - 可能至少包含一个字母，一个数字和一个符号。