面试题：Flutter数据存储加密体系设计与安全审计

Question

请设计一套完整的针对Flutter中SharedPreferences和SQLite的数据存储加密体系，包括密钥管理、加密流程、解密流程等。并说明如何对这个加密体系进行安全审计，以确保数据存储的安全性，防止潜在的安全漏洞。

Answer 1

1. 密钥管理

• 生成密钥：使用强加密算法（如AES - 256）的密钥生成函数。在Flutter中可以使用cryptography库，例如：

import 'package:cryptography/cryptography.dart';

final secretKey = AesGcm.with256bits().newSecretKey();

• 存储密钥：
  • 安全存储：将密钥存储在安全的地方，例如iOS的Keychain或Android的Keystore。在Flutter中，可以使用flutter_secure_storage库。
  • 示例代码：

import 'package:flutter_secure_storage/flutter_secure_storage.dart';

final storage = FlutterSecureStorage();
await storage.write(key: 'encryption_key', value: secretKey.toString());

2. 加密流程

• SharedPreferences加密：
  • 获取数据：从SharedPreferences中读取数据。
  • 加密数据：使用上述生成的密钥，利用AES - GCM加密算法对数据进行加密。例如：

import 'package:cryptography/cryptography.dart';

final secretKey = AesGcm.with256bits().secretKeyFromBytes(await storage.read(key: 'encryption_key')!);
final plainText = 'data_to_be_encrypted';
final encrypted = await AesGcm.with256bits().encrypt(plainText.codeUnits, secretKey: secretKey);

- **存储加密后的数据**：将加密后的数据重新写回SharedPreferences。

• SQLite加密：
  • 读取数据：从SQLite数据库表中读取记录。
  • 逐字段加密：对需要加密的字段数据使用相同的密钥和加密算法进行加密。
  • 更新数据库：将加密后的数据更新回SQLite表。

3. 解密流程

• SharedPreferences解密：
  • 获取加密数据：从SharedPreferences中读取加密后的数据。
  • 获取密钥：从安全存储中获取密钥。
  • 解密数据：使用密钥对加密数据进行解密。例如：

final decrypted = await AesGcm.with256bits().decrypt(encrypted, secretKey: secretKey);
final originalData = String.fromCharCodes(decrypted);

• SQLite解密：
  • 读取加密数据：从SQLite表中读取加密字段数据。
  • 获取密钥：从安全存储获取密钥。
  • 逐字段解密：对加密字段数据进行解密，恢复原始数据。

4. 安全审计

• 代码审查：
  • 加密算法审查：确保使用的加密算法（如AES - 256）是行业认可的强加密算法，且没有使用已被破解或不安全的算法。
  • 密钥管理审查：检查密钥生成、存储和使用过程，确保密钥不会被泄露，例如密钥是否以明文形式存储在不安全的位置。
  • 数据处理审查：确认加密和解密流程是否正确，是否存在数据在未加密状态下长时间暴露的情况。
• 漏洞扫描：
  • 静态分析：使用工具（如Flutter analyzer）对代码进行静态分析，查找潜在的安全漏洞，例如未处理的异常、不安全的API使用等。
  • 动态分析：在应用运行过程中，通过模拟攻击场景（如注入攻击），检测应用对各种攻击的抵抗能力。
• 安全更新审查：
  • 依赖库更新：定期审查应用所依赖的加密库（如cryptography、flutter_secure_storage）是否有安全更新，及时更新以修复潜在的安全漏洞。
  • 应用更新机制：确保应用有有效的更新机制，以便在发现安全问题时能够及时推送更新给用户。