サンプルコード: データ暗号化アプリケーション

2014.03.26
スマートフォンタブレット暗号化
AESAndroidOpenSSL実装

この記事は、インテル® デベロッパー・ゾーンに掲載されている「Sample Code: Data Encryption Application」(http://software.intel.com/en-us/android/articles/sample-code-data-encryption-application) の日本語参考訳です。

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アプリケーション提供元:
インテル コーポレーション SSG

はじめに

第三者にアクセスされたくないデータを安全に保護するには、一般に暗号化を使用します。暗号化は、これまでセキュリティー業界で注目されていましたが、有益な情報がより多くのモバイルデバイスに格納されるにつれて、情報セキュリティーを保証する暗号化がますます重要になっています。

この記事では、Java* または OpenSSL で利用できるデータ暗号化 API を紹介します。いずれのソリューションも Android* OS で動作します。

両方のコードをコンパイルして試してみることを推奨します。

データ暗号化コードと説明

Android* 上のデータを暗号化するには、Java* Crypto API と OpenSSL API の 2 つのオプションがあります。それぞれのオプションについて説明します。

Java* Crypto API

Java* Crypto API は Android* 上で簡単に利用できます。まず、javax.crypto パッケージの KeyGenerator クラスを使用して暗号化用のキーを生成します。

mKey = null;
try {
    kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
    mKey = kgen.generateKey();

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    e.printStackTrace();
}

次に、生成されたキーを用いてデータファイルを暗号化します。バイトのチャンクを javax.crypto で作成した AES Cipher に渡します。

// origFilepath を読み込むストリームを開き、暗号化されたコンテンツを outfile に保存
    InputStream fis = new FileInputStream(origFilepath);
    File outfile = new File(encFilepath);
    int read = 0;
    if (!outfile.exists())
        outfile.createNewFile();

    FileOutputStream encfos = new FileOutputStream(outfile);
    // "AES" プロバイダーを使用して Cipher を作成
    Cipher encipher = Cipher.getInstance("AES");
    encipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, mKey);
    CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(encfos, encipher); 

    // ファイルを暗号化する時間を計測
    start = System.nanoTime();
    Log.d(TAG, String.valueOf(start)); 

    byte[] block = new byte[mBlocksize]; 

    while ((read = fis.read(block,0,mBlocksize)) != -1) {
        cos.write(block,0, read);
    }
    cos.close();
    stop = System.nanoTime();

    Log.d(TAG, String.valueOf(stop));
    seconds = (stop - start) / 1000000;// ミリ秒
    Log.d(TAG, String.valueOf(seconds));

    fis.close();

OpenSSL API

Android* 上で OpenSSL でデータを暗号化するには、JNI 呼び出しで Java* にアクセスできるネイティブ C コードを記述する必要があります。必要な作業は多くなりますが、より優れたパフォーマンスを得られます。

最初に、キーと初期化ベクトル (iv) を生成します。

unsigned char cKeyBuffer[KEYSIZE/sizeof(unsigned char)];
unsigned char iv[] = "01234567890123456";
int opensslIsSeeded = 0;
if (!opensslIsSeeded) {
    if (!RAND_load_file("/dev/urandom", seedbytes)) {
        return -1;
    }
    opensslIsSeeded = 1;
}

if (!RAND_bytes((unsigned char *)cKeyBuffer, KEYSIZE )) {
}

次に、生成されたキー (cKeyBuffer) を使用してファイルを暗号化します。生成されたキーと初期化ベクトル (iv) を渡して EVP を初期化します。バイトのチャンクを EVP_EncryptUpdate 関数に渡した後、最後のバイトのチャンクを EVP_EncryptFinal_ex 関数に渡します。

if (!(EVP_EncryptInit_ex(e_ctx, EVP_aes_256_cbc(), NULL, cKeyBuffer, iv ))) {
    ret = -1;
    printf( "ERROR: EVP_ENCRYPTINIT_EXn");
}

// 暗号化するファイルの準備
if ( orig_file != NULL ) {
    origData = new unsigned char[aes_blocksize];
    encData = new unsigned char[aes_blocksize+EVP_CIPHER_CTX_block_size(e_ctx)];
    // 暗号化でオリジナルよりも 16 バイト長くなる可能性がある

    printf( "Encoding file: %sn", filename);

    bytesread = fread(origData, 1, aes_blocksize, orig_file);
    // ファイルからバイトを読み込んで暗号化ルーチンに渡す
    while ( bytesread ) {

        if (!(EVP_EncryptUpdate(e_ctx, encData, &len, origData, bytesread))) {
            ret = -1;
            printf( "ERROR: EVP_ENCRYPTUPDATEn");
            }
            encData_len = len;

            fwrite(encData, 1, encData_len, enc_file );
            // 次のバイトを読み込む
            bytesread = fread(origData, 1, aes_blocksize, orig_file);
    }
    // 暗号化の最終ステップ
    if (!(EVP_EncryptFinal_ex(e_ctx, encData, &len))) {
        ret = -1;
        printf( "ERROR: EVP_ENCRYPTFINAL_EXn");
    }
    encData_len = len;

    fwrite(encData, 1, encData_len, enc_file );

    // 暗号化ルーチンを解放
    EVP_CIPHER_CTX_free(e_ctx);

まとめ

この記事で説明したサンプルのようにコードを実装することで、Java* Crypto API および OpenSSL API を使用して、インテル® プロセッサーを搭載する Android* プラットフォーム上でデータを暗号化する手法を素早く理解できます。

著者紹介

Christopher Bird
インテル コーポレーションのソフトウェア & ソリューション・グループ (SSG) デベロッパー・リレーション部門 インテル® Atom™ プロセッサー・イノベーティブ・テクノロジー・エンジニアリング・チームのメンバー。

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