导入AES包装密钥至Keystore时触发不兼容用途异常

问题重现 #

尝试将经RSA 3072位密钥包装的AES密钥导入Keystore，使用的Kotlin代码如下：

fun importWrappedJey(keySpec: KeySpec) {
    val spec = KeyGenParameterSpec.Builder(keySpec.alias, KeyProperties.PURPOSE_WRAP_KEY)
        .setDigests(KeyProperties.DIGEST_SHA256)
        .setCertificateNotBefore(keySpec.notBeforeDate.toDate())
        .setCertificateNotAfter(keySpec.expireDate.toDate())
        .setKeyValidityStart(keySpec.notBeforeDate.toDate())
        .setKeyValidityEnd(keySpec.expireDate.toDate())
        .build()

    val wrappedKeyEntry: WrappedKeyEntry = WrappedKeyEntry(keySpec.wrap, keySpec.wrappingKeyAlias, "RSA/ECB/OAEPPadding", spec)
    keyStore.setEntry(keySpec.alias, wrappedKeyEntry, null)
}

执行keyStore.setEntry时触发错误：

android.security.KeyStoreException: Incompatible purpose (internal Keystore code: -3 message: In import_wrapped_key.

Caused by:
    0: In KeystoreSecurityLevel::upgrade_keyblob_if_required_with.
    1: In utils::upgrade_keyblob_if_required_with: Calling km_op.
    2: Error::Km(ErrorCode(-3))) (public error code: 13 internal Keystore code: -3)

排查结果 #

解密包装的密钥后，发现其用途仅包含加密（INTEGER 0）和解密（INTEGER 1）：

[1] (1 elem)
    SET (2 elem)
      INTEGER 0
      INTEGER 1

对应KeyPurpose枚举定义：

enum class KeyPurpose : uint32_t {
    ENCRYPT = 0,
    DECRYPT = 1,
    SIGN = 2,
    VERIFY = 3,
    DERIVE_KEY = 4,  // since 3.0
    WRAP_KEY = 5,    // since 3.0
};

代码中使用的KeyProperties.PURPOSE_WRAP_KEY对应枚举值5，但当前密钥用途中没有该值。之前功能正常，现在疑惑是否需要为密钥添加WRAP_KEY用途。

参考文档（翻译） #

密钥用途（Purpose）标签 #

密钥用途标签用于指定密钥允许执行的操作，每个用途对应一个整数标识：

• 0：加密（ENCRYPT）
• 1：解密（DECRYPT）
• 2：签名（SIGN）
• 3：验证（VERIFY）
• 4：派生密钥（DERIVE_KEY，Android 3.0及以上支持）
• 5：包装密钥（WRAP_KEY，Android 3.0及以上支持）

当导入密钥或生成密钥时，指定的用途必须与密钥实际支持的用途匹配，否则Keystore会抛出兼容性错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nicote Ool