解读

面试官问“如何保护密钥不被导出”，并不是想听你背诵 Keystore 的类名，而是考察：

1. 是否真正理解“密钥一旦可以被导出，就等于泄露”这一安全底线；
2. 是否清楚 Keystore 从硬件到系统再到应用的完整信任链；
3. 能否结合国内项目经验，把 TEE、SELinux、密钥属性、生物识别等机制串成闭环，并给出可落地的编码/测试方案。

知识点

1. 安全边界

   • TEE（可信执行环境）：国内主流 SoC（麒麟、高通、MTK）均通过中国泰尔实验室可信认证，TEE OS 与 REE 物理隔离，密钥明文只在 TEE 内出现。
   • SELinux + 密钥守护进程：Android 10 以后强制启用 keystore2 SELinux policy，守护进程（keystore2 / keymint）以 system_keystore 域运行，拒绝任何 uid≠system 的 ptrace 与 open。

2. 密钥生命周期

   • 生成：GenerateKey 时指定 PURPOSE_ENCRYPT|PURPOSE_DECRYPT，排除 PURPOSE_EXPORT；若标记为 hardware-backed，则 TEE 返回 KeyBlob，REE 侧仅存加密句柄。
   • 使用：通过 IKeyMintDevice::begin() 把请求送入 TEE，运算结果由 TEE 加密后返回到用户态，明文永不离开安全世界。
   • 销毁：Keymaster 2.0+ 支持 key attestation extension，国内厂商（华为、OPPO、vivo）在出厂证书链里加入 SM2 国密根证书，可远程验证密钥是否已被吊销。

3. 国内合规要求

   • 国密算法：金融类 App（银行、支付）需通过人行《移动金融客户端规范》，要求 RSA/ECC 密钥长度≥256 位，SM4 密钥必须存储在 TEE，且提供 SM2 签名证书链。
   • 数据出境：若业务需把密文同步到海外服务器，必须走国家网信办安全评估；Keystore 本身禁止任何“密钥出境”行为，否则无法通过应用商店安全扫描。

4. 编码与测试

   • 强制硬件：setIsStrongBoxRequired(true) 在 Pixel 与国内部分旗舰机可调用独立安全芯片；若设备不支持，则回退 TEE，但拒绝纯软件实现。
   • 用户认证绑定：setUserAuthenticationRequired(true) + setUserAuthenticationValidityDurationSeconds(0) 配合 BiometricPrompt，实现“每次使用即指纹/人脸”，防止锁屏被绕过。
   • 单元测试：使用 androidx.security.crypto 的 MasterKeys 方案，配合 Robolectric 4.9+ 的 ShadowKeyStore 模拟硬件失败路径，确保在 TEE 不可用时应用主动降级或熔断。

答案

Android Keystore 通过“硬件隔离 + 系统强制访问控制 + 密钥属性白名单”三级机制，保证密钥不可导出：

1. 硬件层：密钥在 TEE 或独立安全芯片内生成，私钥明文永不离开安全世界；REE 侧仅拿到句柄。
2. 系统层：keystore2 守护进程以 SELinux system_keystore 域运行，拒绝非系统组件的 ptrace、open、ioctl；KeyBlob 用 TEE 存储密钥加密，拆包即自毁。
3. 应用层：生成密钥时显式排除 PURPOSE_EXPORT，并绑定用户生物特征与锁屏状态；每次运算都通过 Binder 调用到 TEE，返回结果而非密钥。
4. 合规层：国内金融 App 需通过泰尔实验室可信认证与国密检测，密钥链含 SM2 根证书，确保即使云端也无法获取私钥。

因此，只要密钥标记为 hardware-backed 且 PURPOSE 不包含 EXPORT，无论 Root、调试器还是恶意应用，都无法把密钥从 Keystore 中完整读出。

拓展思考

1. 如果项目需要支持低端机（无 TEE），如何平衡安全与体验？
   • 采用“服务端派生 + 客户端会话密钥”混合方案：主密钥放服务端，Keystore 仅保存一次性会话密钥，有效期≤24 h；同时启用 Google Play App Signing 或国内应用商店签名保护，降低密钥泄露后的影响面。
2. 国内折叠屏/双系统设备（工作资料 vs 个人资料）对 Keystore 的影响？
   • Android 13 开始，工作资料与个人资料分别挂载不同 TEE 存储域，KeyBlob 绑定 Profile ID；跨资料访问会触发 INVALID_KEY_USER 错误，需在代码里捕获并提示用户切换资料。
3. 未来趋势：Android 14 引入“Ultra-wideband Keystore”与“隐私沙盒”后，密钥将支持跨设备安全共享，但国内需适配国密且通过工信部备案；面试时可主动提及自己已关注 AOSP 14 的 KeyMint 3.0 接口变化，体现技术前瞻性。