Java Security
Java Security是Java中的安全模块，它对应了一系列的规范，主要包含三个重要规范：
JavaCryptography Extension（简写为JCE），JCE所包含的内容有加解密，密钥交换，消息摘要（Message Digest，比如MD5等），密钥管理等。
JavaSecure Socket Extension（简写为JSSE），JSSE所包含的内容就是Java层的SSL/TLS。简单点说，使用JSSE就可以创建SSL/TLS socket了。
JavaAuthentication and Authorization Service（简写为JAAS），JSSA和认证/授权有关。这部分内容在客户端接触得会比较少。
JCE设计架构
JCE在设计时重点关注两个问题：其功能具体实现的独立性和可互操作性；使用算法的独立性和可扩展性。
对于独立性而言，一个最通用的做法就是把定义和实现通过抽象类或基类的方式进行解耦合。
在JCE中：它首先把功能组合成一个一个的Service（也称作Engine）。比如，对应“加解密”的API组合成CipherService，对应“消息摘要”的API组合成MessageDigest Service，对应“签名”的API组合成SignatureService。JCE为这些Service都定义了一个诸如XXXSpi的抽象类。其中，SPI是Service Provider Interface的缩写。
上述SPI的具体实现则由不同的Provider来提供。比如JDK会提供一组默认的实现（当然，这些实现以前是由Sun公司，现在由Oracle提供。注意，Provider可以提供一组Service的实现，也可以提供单个Service的实现。
Android Security
继承自Java Security
Service Provider：“原版”的 Java 版本中，Service Provider 多数是 Sun 和 IBM 的作品，而 Android 选用了3个开源项目的代码：Harmony、Bouncy Castle、OpenSSL。
Harmony：是一个比较复杂的 Java 项目，Android 只用了其中 Security、xnet 的一部分代码，其 Provider 仅提供 SSL/TLS 的支持，另外的部分代码用于 X.509 数字证书对象的解释等等。Harmony 的代码已多年没有更新了，所以 Android 的这部分代码也一直没有变动，4.0 之后，增加了一个“AndroidCAStore”还是挺实用的。
Bouncy Castle：是 Android 中功能最丰富的 Service Provider，没有之一(但不提供 SSL/TLS 的直接支持)，而且 Android 版本的升级同时也采用当时最新的 Bouncy Castle 版本的代码。早期的 Android 版本沿用 Bouncy Castle 的包名前缀 org.bouncycastle.，从 3.0 开始，包名前缀改为 com.android.org.bouncycastle.，这样的改动不影响 JCE 的兼容性，却为应用软件开发者采用“原版”的 Bouncy Castle 提供了方便。
OpenSSL：是 C 语言编写的著名开源项目，Android 通过 JNI 将其封装为一个 “AndroidOpenSSL”，早期的版本仅用于对 WebView 提供 https 支持(而且是仅用于单向 SSL)，后来逐渐丰富，到了 4.2，已支持大多数常用的加密算法，4.4之后则更为丰富，大有取代 Bouncy Castle 的势头。
从 4.2 开始，Android 新增了一个 Service Provider，命名为 AndroidKeyStore，此前，在 Android 中的 KeyStore 只有 bks 和 PKCS#12 两种格式，底层由 Bouncy Castle 的代码来实现，而 AndroidKeyStore 的底层则因 Android 版本的不同而差别很大，在应用层来看，AndroidKeyStore 可看作是 JCE 的 KeyStore 中的一种，但其 load 方法中所有参数都须为 null，而且没有 store 方法。
KeyStore服务
对于公开的加密算法而言，其实际应用的安全性主要取决于加密密钥的安全；一旦密钥被获取，信息就会被破解窃取。为有效保护加密密钥， Android特设了一套密钥管理机制，即KeyStore密钥库。
KeyStore为应用提供了生成与获取密钥或者证书的服务，是一个原生的后台守护进程。最开始Android使用本地Socket作为其与客户端沟通的方式。从4.3开始，经过重新设计，现在Keystore使用Binder代替本地Socket来实现进程间通信。这种方式更加符合目前Android中Framework下各项服务的设计规范，同时也有利于其将来的功能扩展。
KeyStore启动
Android启动过程中由init进程解析rc获取启动keystore服务的相关信息。
system/security/keystore/keystore.rc
service keystore /system/bin/keystore /data/misc/keystore
class main
user keystore
group keystore drmrpc readproc
writepid /dev/cpuset/foreground/tasks
keystore属于main类服务，因此当init执行到start_class main时，也就会自动加载keystore服务。启动时将会以keystore的UID运行，其所保存的数据信息将会存放在/data/misc/keystore目录下。在这个目录下我们可以看到各个手机用户（目前一般只有一个用户user_0）所拥有的各项证书。其中各项数据的名称包含有对应应用的UID，证书类型，以及证书别名。由于有UID作为前缀，因此，应用在保存证书时只要保证该别名在应用内部的唯一性即可。
system/security/keystore/keystore_main.cpp
keymaster_device_initialize(&dev)
chdir -> /data/misc/keystore
KeyStore API:
test 检测密钥是否可用
get 按名称查找密钥并返回
insert 保存一个密钥，如果有同名的覆盖
del 删除给定名称的密钥
exist 检测给定名称的密钥是否存在
saw 列出当前所能访问的密钥
reset 清空密钥保存区
password 修改KeyStore的密码
lock 锁定KeyStore
unlock 解锁KeyStore
zero 检测KeyStore中是否为空
KeyStore使用
Android上的Keystore目前主要分为两类分别是BKS和AndroidKeyStore。 BKS是一个对Java中的加密库Bouncy Castle精简后的版本，其剔除了一些向创建证书等开发者为很少在Android上使用的功能。而如果应用中需要使用到相关功能时也可以自行导入完整的BouncyCastle，为防止名称冲突其在Android中称之为Spongy Castle。一般BKS将密钥存储在文件中。 AndroidKeyStore是从Android4.3开始引入进来的。可以通过 KeyStore. getInstance (“AndroidKeyStore”)或KeyPairGenerator.getInstance(algorithm, provider)来使用。开发者通过他可以自己创建与管理只属于该应用自身的密钥，目前公开的API只允许使用非对称加密算法的密钥与证书。
KeyChain
从4.0（API 14）开始Android引入了一个新的类android.security.KeyChain。该类向外界提供了一个能够访问和存储系统范围内全局证书的接口。在这之前，这些证书只有系统级的WIFI和VPN等少数应用可以访问。该类为BYOD（Bring Your Own Device）之类的服务提供了很大的便利，使得PKI等技术可以方便的应用在Android系统之上。Android同时还提供了一套UI，第三方应用要访问证书时，会自动调用该UI来让用户来选择是否允许以及具体访问哪一个证书。
KeyChain API：
frameworks/base/keystore/java/android/security/IKeyChainService.aidl
// APIs used by KeyChain
String requestPrivateKey(String alias); 该方法通过参数alias来返回对应的私钥。
byte[] getCertificate(String alias); 该方法通过参数alias来返回对应的证书。
// APIs used by CertInstaller
void installCaCertificate(in byte[] caCertificate); 用户安装新的证书，通过该Intent，系统将会该处一个UI，让用户为导入的证书选取别名（alias），以后应用可以通过该别名索引到该证书。
// APIs used by DevicePolicyManager
boolean installKeyPair(in byte[] privateKey, in byte[] userCert, String alias);
// APIs used by Settings
boolean deleteCaCertificate(String alias);
boolean reset();
ParceledListSlice getUserCaAliases();
ParceledListSlice getSystemCaAliases();
boolean containsCaAlias(String alias);
byte[] getEncodedCaCertificate(String alias, boolean includeDeletedSystem);
List getCaCertificateChainAliases(String rootAlias, boolean includeDeletedSystem);
// APIs used by KeyChainActivity
void setGrant(int uid, String alias, boolean value);
boolean hasGrant(int uid, String alias);
KeyMaster
以前keystore服务将密钥管理与加密服务通过一个软件来实现，自4.1开始Android引入一个新的HAL（hardware abstraction layer）模块keymaster，其专门负责创建非对称密钥，同时还可以在其内部完成数据的签名与验证工作，这样省去了将密钥导出给外部的过程从而加强了密钥的安全性。 keymaster的引入不仅减轻了keystore的任务同时也方便了后续引入硬件级的密钥存储，与硬件加密模块。对于不支持硬件加密与硬件存储密钥的设备，Android加入一个softkeymaster的模块来通过软件的方式使用OpenSSL的库处理相应的密钥操作。Android Kitkat之前密钥使用的是RSA的2048bit的密钥，Kitkat开始支持DSA（Digital Signature Algorithm）和ECDSA（Elliptic Curve DSA）密钥且大小可自己指定。
目前keymaster支持的操作有：generate_keypair, import_keypair, sign_data, verify_data, get_keypair_public, delete_keypair, delete_all。
密钥存储类型：
可通过“设置->安全->凭证存储->存储类型”查看。
packages/apps/Settings/src/com/android/settings/SecuritySettings.java
final int storageSummaryRes = keyStore.isHardwareBacked() ?
R.string.credential_storage_type_hardware :
R.string.credential_storage_type_software;
证书
从版本 1.6 开始通过“设置->安全->凭据存储->从SD卡安装”操作，可以将SD卡根目录下的证书文件(.cer, .crt, .p12, .pfx)安装到系统的“凭证库”里。凭证库分为“受信任的凭证”和“用户凭证”两部分，安装时根据文件内容会自动决定安装在哪里，凭证库里证书及其私钥用于浏览器(WebView)、VPN 以及 Wi-Fi WAPI 设备的认证，如果你编写的 App 仅需要 https 通信来保障数据安全，则几乎不需要在代码上操心，只须指导用户去获取并安装证书就好了。从 4.0 开始，Android 提供了一组 API 使应用程序也能访问这个库：android.security.KeyChain。
受信任的凭证
可通过“设置->安全->凭证存储->受信任的凭证”查看。
libcore/luni/src/main/files/cacerts/该目录下预置了一百多个系统CA证书。
示例：libcore/luni/src/main/files/cacerts/ff783690.0
内容如下：
—–BEGIN CERTIFICATE—–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—–END CERTIFICATE—–
Certificate:
Data:
Version: 3 (0x2)
Serial Number:
44:be:0c:8b:50:00:24:b4:11:d3:36:2a:fe:65:0a:fd
Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
Issuer: C=US, ST=UT, L=Salt Lake City, O=The USERTRUST Network, OU=http://www.usertrust.com, CN=UTN-USERFirst-Hardware
Validity
Not Before: Jul 9 18:10:42 1999 GMT
Not After : Jul 9 18:19:22 2019 GMT
Subject: C=US, ST=UT, L=Salt Lake City, O=The USERTRUST Network, OU=http://www.usertrust.com, CN=UTN-USERFirst-Hardware
Subject Public Key Info:
Public Key Algorithm: rsaEncryption
Public-Key: (2048 bit)
Modulus:
00:b1:f7:c3:38:3f:b4:a8:7f:cf:39:82:51:67:d0:
6d:9f:d2:ff:58:f3:e7:9f:2b:ec:0d:89:54:99:b9:
38:99:16:f7:e0:21:79:48:c2:bb:61:74:12:96:1d:
3c:6a:72:d5:3c:10:67:3a:39:ed:2b:13:cd:66:eb:
95:09:33:a4:6c:97:b1:e8:c6:ec:c1:75:79:9c:46:
5e:8d:ab:d0:6a:fd:b9:2a:55:17:10:54:b3:19:f0:
9a:f6:f1:b1:5d:b6:a7:6d:fb:e0:71:17:6b:a2:88:
fb:00:df:fe:1a:31:77:0c:9a:01:7a:b1:32:e3:2b:
01:07:38:6e:c3:a5:5e:23:bc:45:9b:7b:50:c1:c9:
30:8f:db:e5:2b:7a:d3:5b:fb:33:40:1e:a0:d5:98:
17:bc:8b:87:c3:89:d3:5d:a0:8e:b2:aa:aa:f6:8e:
69:88:06:c5:fa:89:21:f3:08:9d:69:2e:09:33:9b:
29:0d:46:0f:8c:cc:49:34:b0:69:51:bd:f9:06:cd:
68:ad:66:4c:bc:3e:ac:61:bd:0a:88:0e:c8:df:3d:
ee:7c:04:4c:9d:0a:5e:6b:91:d6:ee:c7:ed:28:8d:
ab:4d:87:89:73:d0:6e:a4:d0:1e:16:8b:14:e1:76:
44:03:7f:63:ac:e4:cd:49:9c:c5:92:f4:ab:32:a1:
48:5b
Exponent: 65537 (0x10001)
X509v3 extensions:
X509v3 Key Usage:
Digital Signature, Non Repudiation, Certificate Sign, CRL Sign
X509v3 Basic Constraints: critical
CA:TRUE
X509v3 Subject Key Identifier:
A1:72:5F:26:1B:28:98:43:95:5D:07:37:D5:85:96:9D:4B:D2:C3:45
X509v3 CRL Distribution Points:
Full Name:
URI:http://crl.usertrust.com/UTN-USERFirst-Hardware.crl
X509v3 Extended Key Usage:
TLS Web Server Authentication, IPSec End System, IPSec Tunnel, IPSec User
Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
47:19:0f:de:74:c6:99:97:af:fc:ad:28:5e:75:8e:eb:2d:67:
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c6:fb:a7:3b:1a:8d:0d:82:40:07:e8:04:08:90:a1:89:cb:19:
50:df:ca:1c:01:bc:1d:04:19:7b:10:76:97:3b:ee:90:90:ca:
c4:0e:1f:16:6e:75:ef:33:f8:d3:6f:5b:1e:96:e3:e0:74:77:
74:7b:8a:a2:6e:2d:dd:76:d6:39:30:82:f0:ab:9c:52:f2:2a:
c7:af:49:5e:7e:c7:68:e5:82:81:c8:6a:27:f9:27:88:2a:d5:
58:50:95:1f:f0:3b:1c:57:bb:7d:14:39:62:2b:9a:c9:94:92:
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51:0d:2a:51:9e:81:f9:d4:3b:5e:70:12:7f:10:32:9c:1e:bb:
9d:f8:66:a8
SHA1 Fingerprint=04:83:ED:33:99:AC:36:08:05:87:22:ED:BC:5E:46:00:E3:BE:F9:D7
这个证书是pem格式，Certificate以下都是明文部分；—–BEGIN CERTIFICATE—–和—–END CERTIFICATE—–之间是编码信息，即将证书的明文内容用Base64编码后得到的字符串。
证书安装路径：
用户证书安装后会被安装到目录/data/misc/keystore/user_0下。
证书权限管理：
程序访问证书是有权限管控的，由KeyChain负责管理，提供的两个主要API是setGrant和hasGrant。权限管理数据库是/data/data/com.android.keychain/databases/grants.db，里面是授权的应用列表,形式为:alias name|app uid。比如，请求私钥的接口requestPrivateKey，如果没有授权的话，返回值将会为null，即使证书安装成功也不能调用到数据。
BKS证书生成与导入
Android 系统中使用的证书要求以BKS的库文件结构保存，这就需要BC库：bcprov-jdk15on-157.jar
下载地址：
https://www.bouncycastle.org/latest_releases.html
下载后将它放置到jdk\jre\lib\ext目录下。
创建密钥证书格式如下：
keytool -genkey -alias <别名> -keypass <密钥口令> -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 20000 -keystore <库文件名，如example.keystore> -storepass <证书库密码> -dname “cn=runtestuser3, ou=vpn, o=run, c=CN, l=shanghai” -storetype BKS -provider org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
示例如下：
keytool -genkey -alias zzzcacert -keypass 111111 -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 20000 -keystore zzzcacert.keystore -storepass 111111 -dname “cn=runtestuser3, ou=vpn, o=run, c=CN, l=shanghai” -storetype BKS -provider org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
检查证书：
keytool -list -v -keystore zzzcacert.keystore
-storetype BKS -provider org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
导出证书：
keytool -export -alias zzzcacert -file zzzcacert.crt -keystore zzzcacert.keystore -storetype BKS -provider org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
导入手机并安装：
1. adb push指令推送文件到内部存储根目录；
2. 点击“设置->安全->凭据存储->从SD卡安装”自动安装内部存储根目录下的证书；或者 进入文件管理器双击证书文件；
安装证书前，查看：
安装证书后，查看：
参考：
Android 数据加密及安全网络通信杂谈（一）
http://blog.csdn.net/suntongo/article/details/51332681?locationNum=3&fps=1
深入理解Android之Java Security第一部分
http://blog.csdn.net/innost/article/details/44081147
深入理解Android之Java Security第二部分（Final）
http://blog.csdn.net/innost/article/details/44199503
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