移动应用敏感数据存储安全实践

题目

移动应用敏感数据存储安全实践

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

数据加密,密钥管理,安全存储API

快速回答

在移动端安全存储敏感数据的关键实践：

• 避免明文存储：绝不直接存储密码、令牌等敏感数据
• 使用系统级安全存储：Android KeyStore/iOS Keychain管理加密密钥
• 分层加密策略：对敏感数据采用AES-256等强加密算法
• 动态密钥管理：结合设备硬件特性生成唯一密钥
• 最小化存储原则：仅存储必要数据，及时清除过期信息

核心安全风险

移动设备易丢失或被破解，常见风险包括：

• 设备物理访问：攻击者直接读取设备存储
• root/jailbreak：绕过系统权限访问沙盒数据
• 备份泄露：未加密的iTunes/云备份暴露数据
• 日志泄露：调试日志意外记录敏感信息

加密实现方案

Android示例（使用EncryptedSharedPreferences）

// 初始化主密钥
MasterKey masterKey = new MasterKey.Builder(context)
    .setKeyScheme(MasterKey.KeyScheme.AES256_GCM)
    .build();

// 创建加密存储
SharedPreferences encryptedPrefs = EncryptedSharedPreferences.create(
    context,
    "secret_data",
    masterKey,
    EncryptedSharedPreferences.PrefKeyEncryptionScheme.AES256_SIV,
    EncryptedSharedPreferences.PrefValueEncryptionScheme.AES256_GCM
);

// 安全存储数据
encryptedPrefs.edit().putString("api_token", "dG9rZW4tMTIzNA==").apply();

iOS示例（使用Keychain）

// 配置Keychain参数
let query: [String: Any] = [
    kSecClass as String: kSecClassGenericPassword,
    kSecAttrAccount as String: "userToken",
    kSecValueData as String: "encryptedData".data(using: .utf8)!
]

// 安全存储
let status = SecItemAdd(query as CFDictionary, nil)
guard status == errSecSuccess else {
    // 错误处理
    throw KeychainError.storeFailure
}

最佳实践

• 密钥生命周期管理：
  • Android：使用KeyStore自动轮换密钥
  • iOS：利用Secure Enclave保护生物特征关联密钥
• 加密策略选择：
  • 对称加密：AES-GCM（256位）用于大数据块
  • 非对称加密：RSA/OAEP用于密钥交换
• 深度防御：
  • 应用层加密 + 文件系统加密（FBE）
  • 禁用ADB备份（AndroidManifest中设置android:allowBackup="false"）

常见错误

• 硬编码密钥：在代码中直接写加密密钥（可通过反编译获取）
• 使用不安全API：如Android的SharedPreferences或iOS的UserDefaults存敏感数据
• 弱加密算法：使用DES、RC4或自定义加密算法
• 密钥存储不当：将密钥与加密数据存在相同位置

扩展知识

• 白盒加密：针对高安全场景，防止内存提取攻击
• 证书锁定（Certificate Pinning）：防止中间人攻击获取传输数据
• 运行时保护：使用Jailbreak/Root检测，触发数据自毁机制
• OWASP MASVS标准：
  • MSTG-STORAGE-1：系统凭证存储规范
  • MSTG-STORAGE-2：敏感数据必须加密

威胁场景验证

测试存储安全性的方法：

1. 使用adb backup提取Android应用数据
2. 通过Xcode设备管理器下载iOS应用沙盒
3. 使用Frida进行运行时内存扫描
4. 检查SQLite数据库和SharedPreferences文件