特定 Android 设备/操作系统上的增量加密问题

Question

我正在使用增量加密，并结合 Android KeyStore 提供程序。

val cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION)
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getSecretKey())

val chunks = textToEncrypt.chunked(CHUNK_SIZE)
val encryptedChunks: MutableList<ByteArray?> = mutableListOf()

chunks.forEachIndexed { index, chunk ->
     if (index == chunks.size - 1) {
            encryptedChunks.add(cipher.doFinal(chunk.toByteArray(StandardCharsets.UTF_8)))
     } else {
            encryptedChunks.add(cipher.update(chunk.toByteArray(StandardCharsets.UTF_8)))
     }
}

val result = encryptedChunks.filterNotNull().reduce { acc, item -> acc.plus(item) }

这些是我正在使用的常量：

const val TRANSFORMATION = "AES/GCM/NoPadding"
const val CHUNK_SIZE = 32768 // 32KiB

现在，这段代码已经在 30 多种不同的设备上进行了严格测试，除了一部手机（配备 Android 7.0 的 Xperia XA）之外，从未出现过任何问题。对于这款手机，如果输入 ( textToEncrypt) 足够小，可以将所有内容加密在单个块中，那么就可以了，但如果输入较大（通常在 100KiB 左右），则需要更多块，那么它将无法对数据进行加密。这就是我得到的：

Caused by javax.crypto.IllegalBlockSizeException
   at android.security.keystore.AndroidKeyStoreCipherSpiBase.engineDoFinal(AndroidKeyStoreCipherSpiBase.java:491)
   at javax.crypto.Cipher.doFinal(Cipher.java:2056)

Caused by android.security.KeyStoreException: Memory allocation failed
   at android.security.KeyStore.getKeyStoreException(KeyStore.java:685)
   at android.security.keystore.KeyStoreCryptoOperationChunkedStreamer.update(KeyStoreCryptoOperationChunkedStreamer.java:132)
   at android.security.keystore.AndroidKeyStoreCipherSpiBase.engineUpdate(AndroidKeyStoreCipherSpiBase.java:338)
   at javax.crypto.Cipher.update(Cipher.java:1683)

注意：仅对于此设备，cipher.update()返回 null ENCRYPT_MODE，这就是为什么在我的代码中我允许返回 null，然后丢弃它们以形成加密数据。这意味着cipher.doFinal应该一次性返回整个加密数据。

编辑：所以显然仅对于这款手机来说，块大小不太好：它不能是 32Kb，但 8Kb 工作正常

Answer 1

扩展奥利维尔的答案。他确定异常是由 引发的mMainDataStreamer.update()。如果您查看AndroidKeyStoreCipherSpiBase类，您将看到它是KeyStoreCryptoOperationChunkedStreamermMainDataStreamer类的实例。这是一个有趣的部分：

// Binder buffer is about 1MB, but it's shared between all active transactions of the process.
// Thus, it's safer to use a much smaller upper bound.
private static final int DEFAULT_MAX_CHUNK_SIZE = 64 * 1024;

在我们的例子中，使用默认的最大块大小。DEFAULT_MAX_CHUNK_SIZE对块大小设置上限。如果您将更大的块传递给该cipher.update()方法，它们将被切成DEFAULT_MAX_CHUNK_SIZE. 正如您所看到的，即使是 Android 开发人员也没有新的精确的安全块大小，并且不得不自己猜测（在您的情况下不成功）。

但是，请注意，Binder缓冲区用于将这些块传递到加密过程并从中返回结果。而且它的大小只有1MB左右。

也许这个特定设备上有一个异常小的 Binder 缓冲区？您可以尝试使用该答案来研究它：/sf/answers/1796624511/

在未来的设备上，您可以使用：

IBinder.getSuggestedMaxIpcSizeBytes()

https://developer.android.com/reference/android/os/IBinder#getSuggestedMaxIpcSizeBytes()