Android API之KeyStore

public class KeyStoreUsage extends Activity implements OnClickListener {

    private static final String TAG = "LDM_KEYSTORE";

    // KeyStore類用於密鑰和證書的存儲設施
    KeyStore mKeyStore;
    // 適配器
    AliasAdapter mAdapter;
    // 生成密鑰對的tton
    Button mGenerateButton;
    // 生成簽名的button
    Button mSignButton;
    // 核實簽名的Button
    Button mVerifyButton;
    // 刪除簽名的on
    Button mDeleteButton;
    // 簽名明文顯示
    EditText mPlainText;
    // 保存簽名文本字段
    EditText mCipherText;
    // 選中的簽名
    private String mSelectedAlias;
    private ListView listview;
    private EditText aliasInput;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.keystore_usage);
        initViews();
        initEvents();
        mAdapter = new AliasAdapter(getApplicationContext());
        listview.setAdapter(mAdapter);
        // 更新密鑰數據
        updateKeyList();
    }

    /**
     * 初始化控件
     * 
     * @description：
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午2:45:06
     */
    private void initViews() {
        mVerifyButton = (Button) findViewById(R.id.verify_button);
        aliasInput = (EditText) findViewById(R.id.entry_name);
        mGenerateButton = (Button) findViewById(R.id.generate_button);
        listview = (ListView) findViewById(R.id.entries_list);
        mSignButton = (Button) findViewById(R.id.sign_button);
        mCipherText = (EditText) findViewById(R.id.ciphertext);
        mPlainText = (EditText) findViewById(R.id.plaintext);
        mDeleteButton = (Button) findViewById(R.id.delete_button);
    }

    /**
     * 
     * @descripton：初始化控件監聽事件
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午2:45:37
     */
    private void initEvents() {
        mVerifyButton.setOnClickListener(this);
        mGenerateButton.setOnClickListener(this);
        mSignButton.setOnClickListener(this);
        mDeleteButton.setOnClickListener(this);
        listview.setOnItemClickListener(new OnItemClickListener() {
            @Override
            public void onItemClick(AdapterView parent, View view,
                    int position, long id) {
                mSelectedAlias = mAdapter.getItem(position);
                // 選中已經存在的數據，則可以進行相應操作
                setKeyActionButtonsEnabled(true);
            }
        });
    }

    /**
     * 已經生成密鑰的數據適配器
     * 
     * @description：
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午3:26:23
     */
    private class AliasAdapter extends ArrayAdapter {
        public AliasAdapter(Context context) {
            // 使用適當的布局來顯示生成的密鑰
            super(context, android.R.layout.simple_list_item_single_choice);
        }

        // 更新數據
        public void setAliases(List items) {
            // 先清除數據
            clear();
            // 再添加數據
            addAll(items);
            // 刷新數據
            notifyDataSetChanged();
        }
    }

    private void updateKeyList() {
        setKeyActionButtonsEnabled(false);
        new UpdateKeyListTask().execute();
    }

    // 對已經存在的簽名是否可以操作
    private void setKeyActionButtonsEnabled(boolean enabled) {
        mSignButton.setEnabled(enabled);
        mVerifyButton.setEnabled(enabled);
        mDeleteButton.setEnabled(enabled);

    }

    /**
     * 更新數據，把密鑰對應的別名展示在列表中
     * 
     * @description：
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午4:13:48
     */
    private class UpdateKeyListTask extends
            AsyncTask> {
        @Override
        protected Enumeration doInBackground(Void... params) {
            try {
                // 創建KeyStore實例
                KeyStore ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
                // 創建空 keystore，或者不能從流中初始化 keystore，則傳遞 null 作為 stream 的參數
                ks.load(null);
                // 列出此 keystore 的所有別名
                Enumeration aliases = ks.aliases();
                return aliases;
            } catch (Exception e) {
                Log.w(TAG, "Could not list keys", e);
                return null;
            }
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Enumeration result) {
            List aliases = new ArrayList();
            while (result.hasMoreElements()) {
                aliases.add(result.nextElement());
            }
            // 把數據放入適配器中
            mAdapter.setAliases(aliases);
        }
    }

    /**
     * 生成密鑰的異步任務
     * 
     * @description：
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午3:32:15
     */
    @SuppressLint({ "TrulyRandom", "NewApi" })
    private class GenerateTask extends AsyncTask {
        @SuppressLint("TrulyRandom")
        @Override
        protected Boolean doInBackground(String... params) {
            // 獲取到別名
            final String alias = params[0];
            try {
                // 生成密鑰庫內的一個新條目用
                Calendar cal = Calendar.getInstance();
                Date now = cal.getTime();
                cal.add(Calendar.YEAR, 1);
                Date end = cal.getTime();
                // 使用RSA算法創建KeyPair
                KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",
                        "AndroidKeyStore");
                // 設置Keypair參數
                // http://wear.techbrood.com/reference/android/security/KeyPairGeneratorSpec.html
                kpg.initialize(new KeyPairGeneratorSpec.Builder(
                        getApplicationContext()).setAlias(alias)// 設置別名
                        .setStartDate(now).setEndDate(end)// 設置開始日期和結束日期（證書有效期）
                        .setSerialNumber(BigInteger.valueOf(1))// 設置序列與
                        .setSubject(new X500Principal("CN=test1")).build());// 設置用於生成密鑰簽名證書的主題
                return true;
            } catch (Exception e) {
                Log.w(TAG, "Could not generate key", e);
                return false;
            }
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean result) {
            // 更新數據
            updateKeyList();
            // 生成完成後，按鈕恢復可用
            mGenerateButton.setEnabled(true);
        }

        @Override
        protected void onCancelled() {
            mGenerateButton.setEnabled(true);
        }
    }

    /**
     * 異步任務進行簽名
     * 
     * @description：使用一個密鑰的密鑰庫中的一些數據創建一個簽名
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午3:34:27
     */
    private class SignTask extends AsyncTask {
        @Override
        protected String doInBackground(String... params) {
            final String alias = params[0];
            final String dataString = params[1];
            try {
                byte[] data = dataString.getBytes();
                // 創建KeyPair
                KeyStore ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
                ks.load(null);
                // 獲取別名對應地私鑰
                KeyStore.Entry entry = ks.getEntry(alias, null);
                if (!(entry instanceof PrivateKeyEntry)) {
                    Log.w(TAG, "Not an instance of a PrivateKeyEntry");
                    return null;
                }
                // 獲取簽名
                Signature s = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
                s.initSign(((PrivateKeyEntry) entry).getPrivateKey());
                s.update(data);
                byte[] signature = s.sign();
                // 返回64位的簽名數據
                return Base64.encodeToString(signature, Base64.DEFAULT);
            } catch (Exception e) {
                Log.w(TAG, "Could not generate key", e);
                return null;
            }
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            // 把簽名生成的數據展示在EditText中
            mCipherText.setText(result);
            setKeyActionButtonsEnabled(true);
        }

        @Override
        protected void onCancelled() {
            mCipherText.setText("error!");
            setKeyActionButtonsEnabled(true);
        }
    }

    /**
     * 對已經存在的簽名密鑰進行驗證
     * 
     * @description：
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午3:46:19
     */
    private class VerifyTask extends AsyncTask {
        @Override
        protected Boolean doInBackground(String... params) {
            final String alias = params[0];
            final String dataString = params[1];
            final String signatureString = params[2];
            try {
                byte[] data = dataString.getBytes();
                byte[] signature;
                try {
                    signature = Base64.decode(signatureString, Base64.DEFAULT);
                } catch (IllegalArgumentException e) {
                    signature = new byte[0];
                }
                // 對簽名進行驗證
                KeyStore ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
                ks.load(null);
                //獲取別名對應密鑰
                KeyStore.Entry entry = ks.getEntry(alias, null);
                if (!(entry instanceof PrivateKeyEntry)) {
                    Log.w(TAG, "Not an instance of a PrivateKeyEntry");
                    return false;
                }
                Signature s = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
                s.initVerify(((PrivateKeyEntry) entry).getCertificate());
                s.update(data);
                return s.verify(signature);
            } catch (Exception e) {
                Log.w(TAG, "Could not generate key", e);
                return false;
            }
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean result) {
            if (result) {// 驗證成功，文字 是綠色
                mCipherText.setTextColor(getResources().getColor(
                        R.color.solid_green));
            } else {// 驗證失敗則文字顯示紅色
                mCipherText.setTextColor(getResources().getColor(
                        R.color.solid_red));
            }
            setKeyActionButtonsEnabled(true);
        }

        @Override
        protected void onCancelled() {
            mCipherText.setText("error!");
            setKeyActionButtonsEnabled(true);
            mCipherText.setTextColor(getResources().getColor(
                    android.R.color.primary_text_dark));
        }
    }

    /**
     * 刪除操作
     * 
     * @description：
     * @author ldm
     * @date 2016-7-20 下午3:49:48
     */
    private class DeleteTask extends AsyncTask {
        @Override
        protected Void doInBackground(String... params) {
            final String alias = params[0];
            try {
                KeyStore ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
                ks.load(null);
                // 刪除已經有的簽名密鑰
                ks.deleteEntry(alias);

            } catch (Exception e) {
                Log.w(TAG, "Could not generate key", e);
            }
            return null;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Void result) {
            updateKeyList();
        }

        @Override
        protected void onCancelled() {
            updateKeyList();
        }
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        final String alias = mSelectedAlias;
        switch (v.getId()) {
        case R.id.verify_button:
            final String data = mPlainText.getText().toString();
            final String signature = mCipherText.getText().toString();
            if (alias != null) {
                setKeyActionButtonsEnabled(false);
                // 驗證：生成的密鑰別名，輸入的別名與密鑰進行校驗
                new VerifyTask().execute(alias, data, signature);
            }
            break;
        case R.id.generate_button:
            // 密鑰別名
            if (TextUtils.isEmpty(aliasInput.getText().toString())) {
                // 輸入為空時錯誤提示
                aliasInput.setError(getResources().getText(
                        R.string.keystore_no_alias_error));
            } else {
                // 取消錯誤提示
                aliasInput.setError(null);
                mGenerateButton.setEnabled(false);
                // 生成密鑰
                new GenerateTask().execute(aliasInput.getText().toString());
            }
            break;
        case R.id.sign_button:
            if (mPlainText.getText().toString() != null) {
                setKeyActionButtonsEnabled(false);
                new SignTask().execute(alias, mPlainText.getText().toString());
            }
            break;
        case R.id.delete_button:
            if (alias != null) {
                setKeyActionButtonsEnabled(false);
                new DeleteTask().execute(alias);
            }
            break;

        }
    }
}

—-布局文件——