Android使用C/C++来保存密钥

本文主要介绍如何通过native方法调用取出密钥，以替代原本直接写在Java中，或写在gradle脚本中的不安全方式。

为什么要这么做

如果需要在本地存储一个密钥串，典型的方式有
1. 直接写在java source code中
2. 写在gradle脚本中，使用BuildConfig读取
3. 写在gradle.properties中，再到gradle脚本中读取，后面同第二点
4. 使用native方法，读取存放在C/C++中的字段

本质上来讲方式1，2，3**没有什么区别**。1为硬编码，2可以做到在不同的BuildType使用不同的密钥,3将配置写到脚本之外，方便管理查看。

然而，在项目编译之后，方式1，2，3都会把密钥直接替换到字节码文件中，对于反编译如此方便的Android来说，无疑是将密钥拱手让人。

因此，将密钥放在难以反编译的C/C++代码中，是一个解决的办法。

怎么做

java怎么调用C/C++方法

如果想详细的明白以下步骤，请查阅JNI相关的资料，此处仅列出大概步骤。

下载ndk
在类中声明native方法。

  public class A {public native String nativeMethod();}

在项目根目录下新建一个名为jni的目录，并在其中新建三个文件，分别为：
- Android.mk (名字固定)
- Application.mk （名字固定）
- Project.cpp （名字随意）
Android.mk

文件的内容如下：
```
LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := project
LOCAL_SRC_FILES := Project.cppinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
```
- 1
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- 4
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- 6
- 7
- 8
除了LOCAL_MODULE和LOCAL_SRC_FILES之外，其它都是固定的。前者是这个库的名称，后者是cpp文件的路径。
Application.mk

文件的内容如下：
```
APP_ABI := all
```
- 1
意思是生成所有平台的so库。

Project.cpp


#include <jni.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#ifdef __cplusplusextern "C"{#endifjstring Java_[ClassAPackage]_A_nativeMethod(JNIEnv *env,jobject thiz) {// 返回密钥return (env)->NewStringUTF("你的密钥");}#ifdef __cplusplus}#endif

ClassAPackage为类A在java中的包名全称，并将分隔的.改成_

以上就把native的代码写好了，在第一步下载好的NDK里面，使用解压后目录下的一个叫ndk-build的程序。cd到jni目录下，执行ndk-build,如果执行无误的话，会如下图所示。
执行完上一步之后，会生成一个与jni同级的目录libs，将libs下的文件拷贝到app/src/main/jniLibs目录下。
在类A中，加入以下静态语句块，引入编译好的native库。
```
static {System.loadLibrary("project");
}
```
- 1
- 2
- 3
这里的"project"就是在第4步中的LOCAL_MODULE的值。
到了这一步，就可以拿到native代码中保存的值了。

有啥问题不

肯定有啊。

试想，如果有人将我们的.so包拿到了（把apk解包就能拿到），然后自己声明native方法，load本地库，然后调用native方法，那么我们做的这么多是不是都白费了？是的，白费了。所以我们需要改进。

如何改进

有什么东西，只有你自己知道，并且有的，但是别人不能模仿的？－－应用签名。

那么，我们在native代码里面，先验证一下应用的签名是否是我们的，如果是，才返回正确的密钥。

获取签名唯一字符串
将BuildVariants切换到release，也就是使用生产版本的签名文件，然后将下面的代码粘贴至任意一个Activity内，在控制台里，可以获取这个字符串。

public void getSignInfo() {try {PackageInfo packageInfo = getPackageManager().getPackageInfo(getPackageName(), PackageManager.GET_SIGNATURES);Signature[] signs = packageInfo.signatures;Signature sign = signs[0];System.out.println(sign.toCharsString());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}

修改native方法的声明，传入Context对象。

public native String nativeMethod(Context context);

修改C++代码，添加验证逻辑。

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endifstatic jclass contextClass;
static jclass signatureClass;
static jclass packageNameClass;
static jclass packageInfoClass;/**之前生成好的签名字符串
*/
const char* RELEASE_SIGN = "第1步，生成好的字符串";/*根据context对象,获取签名字符串
*/
const char* getSignString(JNIEnv *env,jobject contextObject) {jmethodID getPackageManagerId = (env)->GetMethodID(contextClass, "getPackageManager","()Landroid/content/pm/PackageManager;");jmethodID getPackageNameId = (env)->GetMethodID(contextClass, "getPackageName","()Ljava/lang/String;");jmethodID signToStringId = (env)->GetMethodID(signatureClass, "toCharsString","()Ljava/lang/String;");jmethodID getPackageInfoId = (env)->GetMethodID(packageNameClass, "getPackageInfo","(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;");jobject packageManagerObject =  (env)->CallObjectMethod(contextObject, getPackageManagerId);jstring packNameString =  (jstring)(env)->CallObjectMethod(contextObject, getPackageNameId);jobject packageInfoObject = (env)->CallObjectMethod(packageManagerObject, getPackageInfoId,packNameString, 64);jfieldID signaturefieldID =(env)->GetFieldID(packageInfoClass,"signatures", "[Landroid/content/pm/Signature;");jobjectArray signatureArray = (jobjectArray)(env)->GetObjectField(packageInfoObject, signaturefieldID);jobject signatureObject =  (env)->GetObjectArrayElement(signatureArray,0);return (env)->GetStringUTFChars((jstring)(env)->CallObjectMethod(signatureObject, signToStringId),0);
}jstring Java_[ClassAPackage]_A_nativeMethod(JNIEnv *env,jobject thiz,jobject contextObject) {const char* signStrng =  getSignString(env,contextObject);if(strcmp(signStrng,RELEASE_SIGN)==0)//签名一致  返回合法的 api key，否则返回错误{return (env)->NewStringUTF("你的密钥");}else{return (env)->NewStringUTF("error");}
}/**利用OnLoad钩子,初始化需要用到的Class类.
*/
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad (JavaVM* vm,void* reserved){JNIEnv* env = NULL;jint result=-1;if(vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK)return result;contextClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/Context"));signatureClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/pm/Signature"));packageNameClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/pm/PackageManager"));packageInfoClass = (jclass)env->NewGlobalRef((env)->FindClass("android/content/pm/PackageInfo"));return JNI_VERSION_1_4;}#ifdef __cplusplus
}
#endif

getSignString方法也许看起很复杂，如果熟悉java反射的Api的话，其实很类似，就是拿到方法Id，调用方法。

**以上就是本文的讨论内容，有些技术细节没有深入介绍，请自行查阅相关资料。
如果有不同的方式，欢迎讨论**