本文档介绍了如何在 android KeyStore 中修改现有 KeyPair 的用途，使其支持密钥协商 (Key Agreement) 操作。通过示例代码展示了如何利用 KeyStore.setEntry 方法在 Android 13 (API 33) 及以上版本中导入 KeyPair 并设置所需的密钥用途属性，解决因缺少 KeyProperties.PURPOSE_AGREE_KEY 属性而导致密钥协商失败的问题。
在 Android 开发中，KeyStore 用于安全地存储密钥。默认情况下，KeyPair 在生成时会设置特定的用途，例如签名 (KeyProperties.PURPOSE_SIGN)。然而，有时我们需要修改 KeyPair 的用途，例如添加密钥协商 (KeyProperties.PURPOSE_AGREE_KEY) 功能。如果直接将通过非 KeyStore 生成的 KeyPair 导入 KeyStore，可能无法满足后续的密钥协商需求，从而导致 java.security.InvalidKeyException: Keystore operation failed 错误。本文将介绍如何在 Android 13 (API 33) 及更高版本中解决这个问题。
解决方案
Android 13 引入了 KeyStore.setEntry 方法，允许我们更灵活地导入 KeyPair 并设置其属性。以下是使用 KeyStore.setEntry 方法导入 KeyPair 并设置 KeyProperties.PURPOSE_AGREE_KEY 属性的示例代码：
import android.security.keystore.KeyProperties; import android.security.keystore.KeyProtection; import Java.security.KeyStore; import java.security.KeyStore.PrivateKeyEntry; import java.security.PrivateKey; import java.security.cert.Certificate; import java.security.cert.X509Certificate; public class KeyStoreHelper { public static void importKeyPair(KeyStore ks, String alias, PrivateKey privateKey, X509Certificate[] certificateChain) throws Exception { PrivateKeyEntry privateKeyEntry = new PrivateKeyEntry(privateKey, certificateChain); ks.setEntry(alias, privateKeyEntry, new KeyProtection.Builder(KeyProperties.PURPOSE_AGREE_KEY | KeyProperties.PURPOSE_SIGN) .setDigests(KeyProperties.DIGEST_SHA256, KeyProperties.DIGEST_SHA512) .build()); } }
代码解释：
- 导入必要的类： 导入 KeyProperties 和 KeyProtection 类，用于设置密钥的属性。
- 创建 PrivateKeyEntry： 使用 PrivateKey 和 certificateChain 创建一个 PrivateKeyEntry 对象。certificateChain 是一个证书链，用于验证密钥的身份。
- 使用 KeyProtection.Builder 设置密钥属性：
- 使用 ks.setEntry 导入 KeyPair： 使用 KeyProtection 对象将 PrivateKeyEntry 导入到 KeyStore 中。
使用示例：
import java.security.KeyPair; import java.security.KeyStore; import java.security.cert.X509Certificate; public class ExampleUsage { public static void main(String[] args) { try { // 1. 生成 KeyPair（或者从现有途径获取） KeyPair keyPair = YourKeyGenerator.genKeyPair(); // 替换为你的 KeyPair 生成方法 // 2. 创建自签名证书 (如果需要) X509Certificate certificate = CertificateManager.generateSelfSignedX509Certificate(keyPair); // 替换为你的证书生成方法 X509Certificate[] certificateChain = new X509Certificate[]{certificate}; // 3. 获取 KeyStore 实例 KeyStore ks = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore"); ks.load(null, null); // 4. 设置 alias String alias = "my_key_alias"; // 5. 导入 KeyPair 到 KeyStore KeyStoreHelper.importKeyPair(ks, alias, keyPair.getPrivate(), certificateChain); System.out.println("KeyPair 导入成功!"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
注意事项：
- 确保你的 YourKeyGenerator.genKeyPair() 方法返回一个有效的 KeyPair 对象。
- CertificateManager.generateSelfSignedX509Certificate(keyPair) 方法需要你自行实现，用于生成自签名证书。
- 该方法只适用于 Android 13 (API 33) 及以上版本。在较低版本中，你需要使用其他方法来实现类似的功能，例如使用 KeyStore.setKeyEntry 方法，但需要注意其局限性。
- 如果你的 KeyPair 已经存在于 KeyStore 中，你需要先删除它，然后再使用 KeyStore.setEntry 重新导入。
- CertificateManager 类和 CertificateBuilder 类需要根据你的具体实现进行调整。
总结：
通过使用 KeyStore.setEntry 方法，我们可以方便地在 Android 13 及以上版本中导入 KeyPair 并设置所需的密钥用途属性，从而解决因缺少 KeyProperties.PURPOSE_AGREE_KEY 属性而导致密钥协商失败的问题。 请根据你的实际情况调整代码，并确保你的应用程序在目标 Android 版本上运行。
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