android - 一些应用程序如何在没有 root 的情况下访问 Android 11 上 ".../Android/..."子文件夹的内容？

Question

背景
有various storage restrictions on Android 10 and 11 ，其中还包括一个新的权限(MANAGE_EXTERNAL_STORAGE)来访问所有文件(但它不允许访问真正的所有文件)，而以前的存储权限被减少为仅授予对媒体文件的访问权限:

应用程序可以自由访问“媒体”子文件夹。

应用程序永远无法访问“数据”子文件夹，尤其是内容。

对于“obb”文件夹，如果允许应用程序安装应用程序，它可以访问它(将文件复制到那里)。否则不能。

使用 USB 或 root，您仍然可以访问它们，作为最终用户，您可以通过内置的文件管理器应用程序"file"访问它们。

问题
我注意到一个名为“ here”的应用程序以某种方式克服了这个限制( X-plore):一旦您进入“Android/data”文件夹，它会要求您授予对它的访问权限(以某种方式直接使用 SAF)，并且当您授予它时，您可以访问“Android”文件夹的所有文件夹中的所有内容。
这意味着可能仍然有办法达到它，但问题是由于某种原因，我无法制作出同样效果的样本。
我发现并尝试过的
看来这个应用程序的目标是 API 29 (Android 10)，它还没有使用新的权限，它有标志 requestLegacyExternalStorage .我不知道他们使用的相同技巧在针对 API 30 时是否会起作用，但我可以说，在我的情况下，在带有 Android 11 的 Pixel 4 上运行，它工作正常。
所以我试着做同样的事情:

我制作了一个针对 Android API 29 的示例 POC，授予了(各种)存储权限，包括 legacy 标志。

我试图直接请求访问“Android”文件夹(基于 here)，遗憾的是它没有工作，因为它出于某种原因(继续进入 DCIM 文件夹，不知道为什么):

val androidFolderDocumentFile = DocumentFile.fromFile(File(primaryVolume.directory!!, "Android"))
val intent = Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE)
        .setFlags(Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION or Intent.FLAG_ACTIVITY_RESET_TASK_IF_NEEDED) 
        .putExtra(DocumentsContract.EXTRA_INITIAL_URI, androidFolderDocumentFile.uri)
startActivityForResult(intent, 1)

我尝试了各种标志组合。

启动应用程序时，当我自己手动到达“Android”文件夹时，因为效果不佳，我授予了对该文件夹的访问权限，就像在其他应用程序上一样。

获取结果时，我尝试获取路径中的文件和文件夹，但无法获取它们:

override fun onActivityResult(requestCode: Int, resultCode: Int, data: Intent?) {
    super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data)
    Log.d("AppLog", "resultCode:$resultCode")
    val uri = data?.data ?: return
    if (!DocumentFile.isDocumentUri(this, uri))
        return
    grantUriPermission(packageName, uri, Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION or Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION)
    contentResolver.takePersistableUriPermission(uri, Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION or Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION)
    val fullPathFromTreeUri = FileUtilEx.getFullPathFromTreeUri(this, uri) // code for this here: https://stackoverflow.com/q/56657639/878126
    val documentFile = DocumentFile.fromTreeUri(this, uri)
    val listFiles: Array<DocumentFile> = documentFile!!.listFiles() // this returns just an array of a single folder ("media")
    val androidFolder = File(fullPathFromTreeUri)
    androidFolder.listFiles()?.forEach {
        Log.d("AppLog", "${it.absoluteFile} children:${it.listFiles()?.joinToString()}") //this does find the folders, but can't reach their contents
    }
    Log.d("AppLog", "granted uri:$uri $fullPathFromTreeUri")
}

因此，使用 DocumentFile.fromTreeUri 我仍然可以获得无用的“media”文件夹，使用 File 类我只能看到还有“data”和“obb”文件夹，但仍然无法访问它们的内容......
所以这根本没有奏效。
后来我发现了另一个使用这个技巧的应用程序，叫做“ MiXplorer”。在这个应用程序上，它无法直接请求“Android”文件夹(也许它甚至没有尝试过)，但是一旦你允许它，它就会授予你对它及其子文件夹的完全访问权限。而且，它以 API 30 为目标，因此这意味着它不能仅仅因为您以 API 29 为目标。
我注意到(有人写信给我)，通过对代码进行一些更改，我可以分别请求访问每个子文件夹(意味着对“数据”的请求和对“obb”的新请求)，但这是不是我在这里看到的，应用程序可以。
意思是，要进入“Android”文件夹，我使用这个 Uri 作为 Intent.EXTRA_INITIAL_URI 的参数:

val androidUri=Uri.Builder().scheme("content").authority("com.android.externalstorage.documents")
                    .appendEncodedPath("tree").appendPath("primary:").appendPath("document").appendPath("primary:Android").build()

但是，一旦您可以访问它，您将无法从中获取文件列表，不能通过 File，也不能通过 SAF。
但是，正如我所写，奇怪的是，如果您尝试类似的方法，而不是访问“Android/data”，您将能够获得其内容:

val androidDataUri=Uri.Builder().scheme("content").authority("com.android.externalstorage.documents")
                 .appendEncodedPath("tree").appendPath("primary:").appendPath("document").appendPath("primary:Android/data").build()

问题

如何直接向“Android”文件夹请求一个 Intent，该文件夹实际上可以让我访问它，并让我获取子文件夹及其内容？

还有另一种选择吗？也许使用 adb 和/或 root，我可以授予 SAF 访问此特定文件夹的权限？

Answer 1

以下是它在 X-plore 中的工作方式:
何时开启 Build.VERSION.SDK_INT>=30 ,
【内部存储】/Android/数据不可访问，java File.canRead()或 File.canWrite()返回 false，因此我们需要为该文件夹内的文件(可能还有 obb)切换到替代文件系统。
您已经知道存储访问框架是如何工作的，所以我将详细说明需要做什么。
您调用ContentResolver.getPersistedUriPermissions()查看您是否已保存此文件夹的权限。最初你没有它，所以你请求用户许可:
要请求访问，请使用 startActivityForResult与 Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE).putExtra(DocumentsContract.EXTRA_INITIAL_URI, DocumentsContract.buildDocumentUri("com.android.externalstorage.documents", "primary:Android"))在这里你设置EXTRA_INITIAL_URI该选择器应直接在主存储上的 Android 文件夹上启动，因为我们想要访问 Android 文件夹。当您的应用程序以 API30 为目标时，选择器将不允许选择存储根目录，并且通过获得对 Android 文件夹的权限，您可以同时使用 data和 obb里面的文件夹，有一个权限请求。
当用户点击 2 次确认时，在 onActivityResult你会在数据中得到 Uri，它应该是 content://com.android.externalstorage.documents/tree/primary%3AAndroid .进行必要的检查以验证用户确认正确的文件夹。然后调用contentResolver.takePersistableUriPermission(uri, Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION | Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION)保存权限，你就准备好了。
所以我们回到 ContentResolver.getPersistedUriPermissions() ，其中包含已授予权限的列表(可能还有更多)，您在上面授予的权限如下所示:UriPermission {uri=content://com.android.externalstorage.documents/tree/primary%3AAndroid, modeFlags=3} (与您在 onActivityResult 中获得的 Uri 相同)。从 getPersistedUriPermissions 迭代列表找到感兴趣的 uri，如果发现可以使用它，否则请用户授权。
现在您想使用 ContentResolver和 DocumentsContract使用此“树”uri 和您在 Android 文件夹内的文件的相对路径。这是列出 data 的示例文件夹:data/是相对于授予的“树”uri 的路径。使用 DocumentsContract.buildChildDocumentsUriUsingTree() 构建最终 uri (列出文件)或DocumentsContract.buildDocumentUriUsingTree() (用于处理单个文件)，例如:DocumentsContract.buildChildDocumentsUriUsingTree(treeUri, DocumentsContract.getTreeDocumentId(treeUri), DocumentsContract.getTreeDocumentId(treeUri)+"/data/") , 你会得到 uri= content://com.android.externalstorage.documents/tree/primary%3AAndroid/document/primary%3AAndroid%2Fdata%2F/children适合列出数据文件夹中的文件。现在调用ContentResolver.query(uri, ...)并处理 Cursor 中的数据获取文件夹列表。
使用其他 SAF 功能读取/写入/重命名/移动/删除/创建的类似方式，您可能已经知道，使用 ContentResolver或 DocumentsContract 的方法.
一些细节:

它不需要android.permission.MANAGE_EXTERNAL_STORAGE

它适用于目标 API 29 或 30

它仅适用于主存储，不适用于外部 SD 卡

对于 data 文件夹内的所有文件，您需要使用 SAF(java 文件不起作用)，只需使用相对于 Android 文件夹的文件层次结构

将来谷歌可能会在他们的“安全” Intent 中修补这个漏洞，并且在一些安全更新后这可能无法工作

编辑:示例代码，基于 Cheticamp Github sample .该示例显示了“Android”文件夹的每个子文件夹的内容(和文件数):

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    private val handleIntentActivityResult =
        registerForActivityResult(ActivityResultContracts.StartActivityForResult()) {
            if (it.resultCode != Activity.RESULT_OK)
                return@registerForActivityResult
            val directoryUri = it.data?.data ?: return@registerForActivityResult
            contentResolver.takePersistableUriPermission(
                directoryUri, Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION or Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION
            )
            if (checkIfGotAccess())
                onGotAccess()
            else
                Log.d("AppLog", "you didn't grant permission to the correct folder")
        }

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        setSupportActionBar(findViewById(R.id.toolbar))
        val openDirectoryButton = findViewById<FloatingActionButton>(R.id.fab_open_directory)
        openDirectoryButton.setOnClickListener {
            openDirectory()
        }
    }

    private fun checkIfGotAccess(): Boolean {
        return contentResolver.persistedUriPermissions.indexOfFirst { uriPermission ->
            uriPermission.uri.equals(androidTreeUri) && uriPermission.isReadPermission && uriPermission.isWritePermission
        } >= 0
    }

    private fun onGotAccess() {
        Log.d("AppLog", "got access to Android folder. showing content of each folder:")
        @Suppress("DEPRECATION")
        File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "Android").listFiles()?.forEach { androidSubFolder ->
            val docId = "$ANDROID_DOCID/${androidSubFolder.name}"
            val childrenUri = DocumentsContract.buildChildDocumentsUriUsingTree(androidTreeUri, docId)
            val contentResolver = this.contentResolver
            Log.d("AppLog", "content of:${androidSubFolder.absolutePath} :")
            contentResolver.query(childrenUri, null, null, null)
                ?.use { cursor ->
                    val filesCount = cursor.count
                    Log.d("AppLog", "filesCount:$filesCount")
                    val nameIndex = cursor.getColumnIndex(OpenableColumns.DISPLAY_NAME)
                    val mimeIndex = cursor.getColumnIndex("mime_type")
                    while (cursor.moveToNext()) {
                        val displayName = cursor.getString(nameIndex)
                        val mimeType = cursor.getString(mimeIndex)
                        Log.d("AppLog", "  $displayName isFolder?${mimeType == DocumentsContract.Document.MIME_TYPE_DIR}")
                    }
                }
        }
    }

    private fun openDirectory() {
        if (checkIfGotAccess())
            onGotAccess()
        else {
            val primaryStorageVolume = (getSystemService(STORAGE_SERVICE) as StorageManager).primaryStorageVolume
            val intent =
                primaryStorageVolume.createOpenDocumentTreeIntent().putExtra(EXTRA_INITIAL_URI, androidUri)
            handleIntentActivityResult.launch(intent)
        }
    }

    companion object {
        private const val ANDROID_DOCID = "primary:Android"
        private const val EXTERNAL_STORAGE_PROVIDER_AUTHORITY = "com.android.externalstorage.documents"
        private val androidUri = DocumentsContract.buildDocumentUri(
            EXTERNAL_STORAGE_PROVIDER_AUTHORITY, ANDROID_DOCID
        )
        private val androidTreeUri = DocumentsContract.buildTreeDocumentUri(
            EXTERNAL_STORAGE_PROVIDER_AUTHORITY, ANDROID_DOCID
        )
    }
}