【Settings】恢复出厂设置密码校验

核心思路

由于从 Android 10 (API 级别 29) 开始，出于隐私保护的考虑，普通应用无法再获取设备的 IMEI。尝试获取会抛出 SecurityException。

因此，我们将采用一个同样具有唯一性的设备标识符 ANDROID_ID 来替代 IMEI。ANDROID_ID 是一个在设备首次启动时随机生成的64位数字，对于应用的每个签名密钥、用户和设备组合都是唯一的。这同样能满足您“不同设备的ID不同”的需求。

加密方式选择：

我们将使用 HMAC-SHA256 算法。这是一种基于密钥的哈希算法。

• 加密 (生成密码): 使用一个密钥（Secret Key）对 ANDROID_ID 进行 HMAC-SHA256 运算，得到一个哈希摘要。然后，我们将这个较长的摘要转换为一个6位的数字密码。这个过程是单向的，但对于相同的 ANDROID_ID 和密钥，结果始终是相同的。
• 解密 (验证密码): “解密”在这里实际上是“验证”。当用户输入一个6位密码时，我们用同样的方法（使用密钥和 ANDROID_ID）再生成一次密码，然后比对两个密码是否一致。如果一致，就代表输入正确。

这种方式完美符合您的需求：

1. 加密: 从设备ID和密钥生成6位密码。
2. 反解密: 实际上是验证过程，可以通过密钥和设备ID验证密码是否正确。
3. 密码检测: 可以校验输入的6位密码。
4. 唯一性: 密钥是固定的，而不同设备的 ANDROID_ID 不同，因此生成的密码也不同。

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完整代码实现

这是一个可以直接在 Android Studio 中运行的项目代码。

1. 项目结构

app
└── src└── main├── java│   └── com│       └── example│           └── deviceidapp│               ├── CryptoUtils.java   // 加密工具类│               └── MainActivity.java  // 主界面Activity├── res│   └── layout│       └── activity_main.xml  // 界面布局└── AndroidManifest.xml

2. 界面布局 (activity_main.xml)

这个文件定义了应用的界面，包含显示ID、显示密码、输入密码和两个操作按钮。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"android:padding="24dp"android:gravity="center_horizontal"tools:context=".MainActivity"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="设备唯一标识符 (Android ID)"android:textSize="18sp"android:textStyle="bold" /><TextViewandroid:id="@+id/tv_device_id"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="8dp"android:textSize="16sp"tools:text="c123456789abcdef" /><Buttonandroid:id="@+id/btn_generate_password"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="24dp"android:text="生成6位设备密码" /><TextViewandroid:id="@+id/tv_generated_password"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="16dp"android:textSize="28sp"android:textStyle="bold"android:textColor="@android:color/holo_blue_dark"tools:text="123456" /><Viewandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="1dp"android:layout_marginVertical="32dp"android:background="?android:attr/listDivider" /><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="输入6位密码进行验证"android:textSize="18sp"android:textStyle="bold"/><EditTextandroid:id="@+id/et_password_input"android:layout_width="200dp"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="16dp"android:hint="请输入6位密码"android:inputType="numberPassword"android:maxLength="6"android:gravity="center"android:textSize="24sp"/><Buttonandroid:id="@+id/btn_verify_password"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="16dp"android:text="验证密码" /></LinearLayout>

3. 加密工具类 (CryptoUtils.java)

这个类包含了获取设备ID和生成密码的核心逻辑。

package com.example.deviceidapp;import android.annotation.SuppressLint;
import android.content.Context;
import android.provider.Settings;import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Formatter;
import java.util.Objects;import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;/*** 加密和设备ID工具类*/
public class CryptoUtils {// !!! 重要 !!!// 这是一个密钥，必须妥善保管。在真实项目中，不要硬编码在这里。// 可以考虑从服务器获取，或者使用更安全的存储方式。// 密钥必须是唯一的且保持不变。private static final String SECRET_KEY = "Your_Unique_And_Secret_Key_Here";/*** 获取设备的 ANDROID_ID** @param context 上下文* @return 设备的ANDROID_ID，如果获取失败则返回 "unknown"*/@SuppressLint("HardwareIds")public static String getDeviceID(Context context) {try {String androidId = Settings.Secure.getString(context.getContentResolver(), Settings.Secure.ANDROID_ID);return Objects.requireNonNull(androidId);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return "unknown";}}/*** 根据设备ID和密钥生成6位密码** @param deviceId 设备ID (例如 ANDROID_ID)* @return 生成的6位数字密码，格式为 "XXXXXX"*/public static String generatePassword(String deviceId) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {// 1. 定义加密算法为 HmacSHA256final String ALGORITHM = "HmacSHA256";Mac mac = Mac.getInstance(ALGORITHM);// 2. 使用我们的密钥初始化Mac实例SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), ALGORITHM);mac.init(secretKeySpec);// 3. 对设备ID进行加密，得到字节数组形式的哈希摘要byte[] hash = mac.doFinal(deviceId.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 4. 将哈希摘要转换为6位数字// 我们取哈希结果的前4个字节，将其转换为一个正整数int offset = hash.length - 4; // 从末尾取4字节，增加随机性long truncatedHash = 0;for (int i = 0; i < 4; ++i) {truncatedHash <<= 8;truncatedHash |= (hash[offset + i] & 0xFF);}// 确保结果为正数truncatedHash &= 0x7FFFFFFF;// 5. 对这个整数取模，得到一个 0 到 999999 之间的数long sixDigitNumber = truncatedHash % 1000000;// 6. 格式化为6位数字，不足6位的前面补0return String.format("%06d", sixDigitNumber);}
}

4. 主界面 (MainActivity.java)

这个文件负责处理界面交互逻辑，调用 CryptoUtils 来完成功能。

package com.example.deviceidapp;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;public class MainActivity extends AppCompatActivity {private TextView tvDeviceId;private TextView tvGeneratedPassword;private EditText etPasswordInput;private Button btnGeneratePassword;private Button btnVerifyPassword;private String currentDeviceId;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);// 初始化视图tvDeviceId = findViewById(R.id.tv_device_id);tvGeneratedPassword = findViewById(R.id.tv_generated_password);etPasswordInput = findViewById(R.id.et_password_input);btnGeneratePassword = findViewById(R.id.btn_generate_password);btnVerifyPassword = findViewById(R.id.btn_verify_password);// 1. 获取并显示设备IDcurrentDeviceId = CryptoUtils.getDeviceID(this);tvDeviceId.setText(currentDeviceId);// 2. 设置“生成密码”按钮的点击事件btnGeneratePassword.setOnClickListener(v -> {try {// 使用工具类生成密码String password = CryptoUtils.generatePassword(currentDeviceId);// 显示生成的密码tvGeneratedPassword.setText(password);Toast.makeText(this, "密码已生成", Toast.LENGTH_SHORT).show();} catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException e) {// 异常处理e.printStackTrace();Toast.makeText(this, "错误：无法生成密码", Toast.LENGTH_LONG).show();}});// 3. 设置“验证密码”按钮的点击事件btnVerifyPassword.setOnClickListener(v -> {// 获取用户输入的密码String userInput = etPasswordInput.getText().toString();// 检查输入是否为6位if (userInput.length() != 6) {Toast.makeText(this, "请输入6位数字密码进行验证", Toast.LENGTH_SHORT).show();return; // 提前退出}try {// 再次生成正确的密码，用于比对String correctPassword = CryptoUtils.generatePassword(currentDeviceId);// 比对用户输入和正确的密码if (userInput.equals(correctPassword)) {// 验证成功Toast.makeText(this, "验证成功！密码正确。", Toast.LENGTH_LONG).show();} else {// 验证失败Toast.makeText(this, "验证失败！密码错误。", Toast.LENGTH_LONG).show();}} catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException e) {// 异常处理e.printStackTrace();Toast.makeText(this, "错误：无法进行验证", Toast.LENGTH_LONG).show();}});}
}

5. Android 清单文件 (AndroidManifest.xml)

这是应用必需的配置文件，声明了应用的入口。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"><applicationandroid:allowBackup="true"android:dataExtractionRules="@xml/dataExtractionRules"android:fullBackupContent="@xml/backup_rules"android:icon="@mipmap/ic_launcher"android:label="@string/app_name"android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"android:supportsRtl="true"android:theme="@style/Theme.DeviceIDApp"tools:targetApi="31"><activityandroid:name=".MainActivity"android:exported="true"><intent-filter><action android:name="android.intent.action.MAIN" /><category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /></intent-filter></activity></application></manifest>

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如何运行

1. 打开 Android Studio。
2. 创建一个新的空项目 (Empty Views Activity)。
3. 替换 activity_main.xml: 将上面提供的 XML 代码复制并覆盖到 app/src/main/res/layout/activity_main.xml 文件中。
4. 创建 CryptoUtils.java: 在 com.example.yourappname 包下（与MainActivity.java同级），右键 -> New -> Java Class，命名为 CryptoUtils，然后将上面提供的 Java 代码复制进去。
5. 修改 SECRET_KEY: 在 CryptoUtils.java 文件中，将 SECRET_KEY 的值 "Your_Unique_And_Secret_Key_Here" 修改为你自己的、独特的、保密的字符串。
6. 替换 MainActivity.java: 将上面提供的 MainActivity.java 代码复制并覆盖到项目已有的同名文件中。
7. 运行应用: 点击 Android Studio 的 “Run” 按钮，将应用安装到模拟器或真实设备上。

重要安全提示

密钥（SECRET_KEY）的存储：

在 CryptoUtils.java 的代码中，我们直接将密钥硬编码为了一个字符串常量。这在生产环境中是不安全的！ 任何反编译您应用的人都可以轻易地找到这个密钥。

在真实项目中，请考虑使用更安全的方式来存储和管理您的密钥，例如：

• Android Keystore 系统：将密钥存储在硬件支持的安全容器中。
• NDK 和 C++ 代码：将密钥存储在原生代码中，增加反编译的难度。
• 从服务器获取：在应用启动时通过安全的网络连接从您的服务器获取密钥。

对于您的需求，保持这个密钥在应用中的唯一性和不变性是关键。

在AOSP源码环境中编译系统应用（privileged-app或platform app），你拥有比普通SDK开发高得多的权限和更灵活的手段来处理这类安全问题。将SECRET_KEY硬编码在Java代码中是绝对不推荐的做法。

从受保护的文件系统分区读取（推荐，最安全）

这是最安全的方法。在编译时，将密钥写入到一个只有你的应用（以及少数系统进程）有权读取的文件中，并使用 SELinux策略 严格限制对该文件的访问。

实现步骤：

1. 创建密钥文件
   在你的设备目录下 (例如 device/<vendor>/<product>/) 创建一个名为 my_app_secret.key 的文件，里面只包含你的密钥字符串。

2. 在编译时将文件复制到设备分区
   在你的产品 makefile (product.mk) 中，添加规则将该文件复制到设备的一个受保护目录，例如 /data/misc/myapp/。

   PRODUCT_COPY_FILES += \device/<vendor>/<product>/my_app_secret.key:$(TARGET_COPY_OUT_DATA)/misc/myapp/secret.key
   

3. 定义严格的SELinux策略
   这是最关键的一步，它保证了文件的安全性。
   a. 为文件定义一个类型 (file_contexts)：在 sepolicy 目录下，通常在 file_contexts 文件中添加：
   /data/misc/myapp(/.*)? u:object_r:myapp_key_file:s0
   b. 为你的应用定义一个域 (seapp_contexts)：确保你的应用在一个独立的SELinux域中运行，例如 myapp_app。
   c. 授予你的应用域读写权限 (app.te)：在你的应用的策略文件 myapp_app.te 中，添加如下规则：
   # 允许 myapp_app 域搜索 /data/misc/myapp 目录 allow myapp_app myapp_key_file:dir search; # 允许 myapp_app 域读取 myapp_key_file 类型的文件 allow myapp_app myapp_key_file:file { read open getattr };
   这条规则意味着，只有被标记为 myapp_app 域的进程才能读取被标记为 myapp_key_file 类型的文件。其他任何应用（即使是root用户启动的进程，在SELinux Enforcing模式下）都无法访问。

4. 在你的App中读取文件
   现在你的应用可以直接通过标准的文件IO操作来读取这个密钥。

   import java.io.File;
   import java.nio.file.Files;
   import java.nio.file.Paths;private String readSecretKeyFromFile() {File keyFile = new File("/data/misc/myapp/secret.key");try {// 需要确保你的应用有权限创建/访问这个目录// 在init.rc中添加 chown 和 chmod 命令String key = new String(Files.readAllBytes(keyFile.toPath()));return key.trim();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();// 处理异常，密钥获取失败return null;}
   }
   

   你还需要在 init.rc 文件中确保 /data/misc/myapp 目录被创建并且有正确的属主和权限。

优缺点：

• 优点:
  • 极高的安全性。密钥既不在APK中，也不在任何人都能读的属性里。访问被强大的SELinux强制访问控制（MAC）机制所保护。
  • 完全将密钥的配置和应用代码解耦。
• 缺点:
  • 实现最为复杂，需要你对AOSP的编译系统、init系统以及SELinux策略有深入的了解。

将Java中的 generatePassword 方法的逻辑翻译成Python 脚本是完全可行的，只要确保每一步的加密和数据处理逻辑都完全一致，就能为相同的 deviceId 和 SECRET_KEY 生成完全相同的6位密码。

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Python 脚本 (generate_password.py)

Python 拥有强大的 hmac 和 hashlib 库，可以非常精确地实现这个逻辑。这是推荐的脚本方式，因为它更清晰易读。

脚本代码

#!/usr/bin/env python3
import sys
import hmac
import hashlib# !!! 重要 !!!
# 这个密钥必须和你的Java代码/其他脚本中的密钥完全一致
SECRET_KEY = "Your_Unique_And_Secret_Key_Here"def generate_password(device_id: str, secret_key: str) -> str:"""根据设备ID和密钥生成6位密码，逻辑与Java版本完全相同。Args:device_id: 设备唯一标识符 (例如 ANDROID_ID).secret_key: 用于HMAC加密的密钥.Returns:一个6位的数字密码字符串."""try:# 1. 将密钥和设备ID转换为UTF-8编码的字节key_bytes = secret_key.encode('utf-8')data_bytes = device_id.encode('utf-8')# 2. 使用HmacSHA256计算哈希摘要# hmac.new().digest() 返回的是原始字节 (raw bytes)hash_bytes = hmac.new(key_bytes, data_bytes, hashlib.sha256).digest()# 3. 截取哈希摘要的最后4个字节# 这等同于Java代码中的 offset = hash.length - 4offset_bytes = hash_bytes[-4:]# 4. 将这4个字节转换为一个32位的大端序 (big-endian) 整数truncated_hash = int.from_bytes(offset_bytes, 'big')# 5. 将整数的最高位（符号位）清零，确保结果为正数# 这等同于Java代码中的 truncatedHash &= 0x7FFFFFFFpositive_hash = truncated_hash & 0x7FFFFFFF# 6. 对1,000,000取模，得到一个0到999999之间的数字six_digit_number = positive_hash % 1000000# 7. 格式化为6位数字，不足的前面补0# 这等同于Java代码中的 String.format("%06d", ...)return f'{six_digit_number:06d}'except Exception as e:print(f"发生错误: {e}", file=sys.stderr)return Noneif __name__ == "__main__":# 检查命令行参数是否足够if len(sys.argv) < 2:print(f"用法: python {sys.argv[0]} <device_id>")sys.exit(1)# 从命令行第一个参数获取device_idinput_device_id = sys.argv[1]password = generate_password(input_device_id, SECRET_KEY)if password:print(password)

如何使用

1. 将上面的代码保存为 generate_password.py 文件。

2. 确保 SECRET_KEY 的值与你 Android 项目中的完全一样。

3. 在命令行中运行，并提供一个 deviceId 作为参数：

   # 赋予执行权限 (可选)
   chmod +x generate_password.py# 运行脚本
   python3 generate_password.py "c123456789abcdef"
   

   或者

   ./generate_password.py "c123456789abcdef"
   

脚本会输出计算得到的6位密码。