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详解Android数据存储之SQLCipher数据库加密

时间：2020-12-01 11:52:47 | 栏目：Android代码 | 点击：次

前言：

最近研究了Android Sqlite数据库以及ContentProvider程序间数据共享，我们清晰的知道Sqlite数据库默认存放位置data/data/pakage/database目录下，对于已经ROOT的手机来说的没有任何安全性可以，一旦被利用将会导致数据库数据的泄漏，所以我们该如何避免这种事情的发生呢？我们尝试这对数据库进行加密。

选择加密方案：

 1.）第一种方案

 我们可以对数据的数据库名，表名，列名就行md5，对存储的数据进行加密，例如进行aes加密（Android数据加密之Aes加密），查询的时候再对数据进行解密，这种方式不能说不好，但是使用起来可以想象一下其带来的麻烦程度。

 2.）第二种方案

采用第三方加密开源库，查找了很多种Android 数据库加密方案，最终选定SQLCipher这个开源框架，接下来看下SqlCipher如何使用。

SQLCipher简介：

SQLCipher是一个在SQLite基础之上进行扩展的开源数据库，SQLCipher具有占地面积小、性能因此它非常适合嵌入式应用的数据库保护，非常适合于移动开发。

优势：

SQLCipher使用方式：

1.）在build.gradle文中添加如下代码,当前使用的是最新版本3.4.0

dependencies {

  compile 'net.zetetic:android-database-sqlcipher:3.4.0'

}

2.）创建一个SQLiteOpenHelper 注意接下来所以有关Sqlite相关类全部引用net.sqlcipher.database的类

import android.content.Context;
import android.util.Log;
import net.sqlcipher.SQLException;
import net.sqlcipher.database.SQLiteDatabase;
import net.sqlcipher.database.SQLiteOpenHelper;


public class DBCipherHelper extends SQLiteOpenHelper {
  private static final String TAG = "DatabaseHelper";
  private static final String DB_NAME = "test_cipher_db";//数据库名字
  public static final String DB_PWD="whoislcj";//数据库密码
  public static String TABLE_NAME = "person";// 表名
  public static String FIELD_ID = "id";// 列名
  public static String FIELD_NAME= "name";// 列名
  private static final int DB_VERSION = 1;  // 数据库版本

  public DBCipherHelper(Context context, String name, SQLiteDatabase.CursorFactory factory, int version) {
    super(context, name, factory, version);
    //不可忽略的 进行so库加载
    SQLiteDatabase.loadLibs(context);
  }

  public DBCipherHelper(Context context) {
    this(context, DB_NAME, null, DB_VERSION);
  }

  /**
   * 创建数据库
   * @param db
   */
  @Override
  public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
    //创建表
    createTable(db);
  }

  private void createTable(SQLiteDatabase db){
    String sql = "CREATE TABLE " + TABLE_NAME + "(" + FIELD_ID + " integer primary key autoincrement , " + FIELD_NAME + " text not null);";
    try {
      db.execSQL(sql);
    } catch (SQLException e) {
      Log.e(TAG, "onCreate " + TABLE_NAME + "Error" + e.toString());
      return;
    }
  }

  /**
   * 数据库升级
   * @param db
   * @param oldVersion
   * @param newVersion
   */
  @Override
  public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
  }

}

注意：SQLiteDatabase.loadLibs(context);这个千万别忘记调用

3.)创建一个DBCipherManager数据库管理

具体实现传统的SQLiteOpenHelper都是完全相同的，不同的地方在获取数据库句柄的地方

传统方式：

    //获取可写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase();

    //获取可读数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getReadableDatabase();

现在的方式：需要传入一个password，这个password就是用于加密的秘钥

     //获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    //获取可读数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getReadableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);

接下来就是具体实现：

 import android.content.ContentValues;
import android.content.Context;
import android.util.Log;
import net.sqlcipher.Cursor;
import net.sqlcipher.SQLException;
import net.sqlcipher.database.SQLiteDatabase;


/**
 * 数据库管理者 - 提供数据库封装
 *
 */
public class DBCipherManager {
  private static final String TAG = "DatabaseManager";
  // 静态引用
  private volatile static DBCipherManager mInstance;
  // DatabaseHelper
  private DBCipherHelper dbHelper;

  private DBCipherManager(Context context) {
    dbHelper = new DBCipherHelper(context.getApplicationContext());
  }

  /**
   * 获取单例引用
   *
   * @param context
   * @return
   */
  public static DBCipherManager getInstance(Context context) {
    DBCipherManager inst = mInstance;
    if (inst == null) {
      synchronized (DBCipherManager.class) {
        inst = mInstance;
        if (inst == null) {
          inst = new DBCipherManager(context);
          mInstance = inst;
        }
      }
    }
    return inst;
  }

  /**
   * 插入数据
   */
  public void insertData(String name) {
    //获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    //生成要修改或者插入的键值
    ContentValues cv = new ContentValues();
    cv.put(DBCipherHelper.FIELD_NAME, name);
    // insert 操作
    db.insert(DBCipherHelper.TABLE_NAME, null, cv);
    //关闭数据库
    db.close();
  }

  /**
   * 未开启事务批量插入
   * @param testCount
   */
  public void insertDatasByNomarl(int testCount){
    //获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    for(int i =0;i<testCount;i++ ){
      //生成要修改或者插入的键值
      ContentValues cv = new ContentValues();
      cv.put(DBCipherHelper.FIELD_NAME, String.valueOf(i));
      // insert 操作
      db.insert(DBCipherHelper.TABLE_NAME, null, cv);
      Log.e(TAG, "insertDatasByNomarl");
    }
    //关闭数据库
    db.close();
  }

  /**
   * 测试开启事务批量插入
   * @param testCount
   */
  public void insertDatasByTransaction(int testCount){
    //获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    db.beginTransaction(); //手动设置开始事务
    try{
      //批量处理操作
      for(int i =0;i<testCount;i++ ){
        //生成要修改或者插入的键值
        ContentValues cv = new ContentValues();
        cv.put(DBCipherHelper.FIELD_NAME, String.valueOf(i));
        // insert 操作
        db.insert(DBCipherHelper.TABLE_NAME, null, cv);
        Log.e(TAG, "insertDatasByTransaction");
      }
      db.setTransactionSuccessful(); //设置事务处理成功，不设置会自动回滚不提交
    }catch(Exception e){

    }finally{
      db.endTransaction(); //处理完成
      //关闭数据库
      db.close();
    }
  }

  /**
   * 删除数据
   */
  public void deleteData(String name) {
    //生成条件语句
    StringBuffer whereBuffer = new StringBuffer();
    whereBuffer.append(DBCipherHelper.FIELD_NAME).append(" = ").append("'").append(name).append("'");
    //获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    // delete 操作
    db.delete(DBCipherHelper.TABLE_NAME, whereBuffer.toString(), null);
    //关闭数据库
    db.close();
  }

  /**
   * 删除所有数据
   */
  public void deleteDatas()
  {
    String sql="delete from "+ DBCipherHelper.TABLE_NAME;
    execSQL(sql);
  }

  /**
   * 更新数据
   */
  public void updateData(String name) {
    //生成条件语句
    StringBuffer whereBuffer = new StringBuffer();
    whereBuffer.append(DBCipherHelper.FIELD_NAME).append(" = ").append("'").append(name).append("'");
    //生成要修改或者插入的键值
    ContentValues cv = new ContentValues();
    cv.put(DBCipherHelper.FIELD_NAME, name+name);
    //获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    // update 操作
    db.update(DBCipherHelper.TABLE_NAME, cv, whereBuffer.toString(), null);
    //关闭数据库
    db.close();
  }

  /**
   * 指定条件查询数据
   */
  public void queryDatas(String name){
    //生成条件语句
    StringBuffer whereBuffer = new StringBuffer();
    whereBuffer.append(DBCipherHelper.FIELD_NAME).append(" = ").append("'").append(name).append("'");
    //指定要查询的是哪几列数据
    String[] columns = {DBCipherHelper.FIELD_NAME};
    //获取可读数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getReadableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    //查询数据库
    Cursor cursor = null;
    try {
      cursor = db.query(DBCipherHelper.TABLE_NAME, columns, whereBuffer.toString(), null, null, null, null);
      while (cursor.moveToNext()) {
        int count = cursor.getColumnCount();
        String columName = cursor.getColumnName(0);
        String tname = cursor.getString(0);
        Log.e(TAG, "count = " + count + " columName = " + columName + " name = " +tname);
      }
      if (cursor != null) {
        cursor.close();
      }
    } catch (SQLException e) {
      Log.e(TAG, "queryDatas" + e.toString());
    }
    //关闭数据库
    db.close();
  }

  /**
   * 查询全部数据
   */
  public void queryDatas(){
    //指定要查询的是哪几列数据
    String[] columns = {DBCipherHelper.FIELD_NAME};
    //获取可读数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getReadableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    //查询数据库
    Cursor cursor = null;
    try {
      cursor = db.query(DBCipherHelper.TABLE_NAME, columns, null, null, null, null, null);//获取数据游标
      while (cursor.moveToNext()) {
        int count = cursor.getColumnCount();
        String columeName = cursor.getColumnName(0);//获取表结构列名
        String name = cursor.getString(0);//获取表结构列数据
        Log.e(TAG, "count = " + count + " columName = " + columeName + " name = " +name);
      }
      //关闭游标防止内存泄漏
      if (cursor != null) {
        cursor.close();
      }
    } catch (SQLException e) {
      Log.e(TAG, "queryDatas" + e.toString());
    }
    //关闭数据库
    db.close();
  }

  /**
   * 执行sql语句
   */
  private void execSQL(String sql){
    //获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(DBCipherHelper.DB_PWD);
    //直接执行sql语句
    db.execSQL(sql);//或者
    //关闭数据库
    db.close();
  }

}

4.）具体怎么调用

//清空数据
        DBCipherManager.getInstance(MainActivity.this).deleteDatas();
        //插入数据
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
          DBCipherManager.getInstance(MainActivity.this).insertData(String.valueOf(i));
        }
        //删除数据
        DBCipherManager.getInstance(MainActivity.this).deleteData(String.valueOf(5));
        //更新数据
        DBCipherManager.getInstance(MainActivity.this).updateData(String.valueOf(3));
        //查询数据
        DBCipherManager.getInstance(MainActivity.this).queryDatas();

5.）事务支持和传统方式一样

//获取写数据库
    SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase();
    db.beginTransaction(); //手动设置开始事务
    try{
      //在此处理批量操作
      for(int i =0;i<testCount;i++ ){
        //生成要修改或者插入的键值
        ContentValues cv = new ContentValues();
        cv.put(DBHelper.FIELD_NAME, String.valueOf(i));
        // insert 操作
        db.insert(DBHelper.TABLE_NAME, null, cv);
      }
      db.setTransactionSuccessful(); //设置事务处理成功，不设置会自动回滚不提交
    }catch(Exception e){

    }finally{
      db.endTransaction(); //处理完成
      //关闭数据库
      db.close();
    }

总结：

SQLCipher使用总结到此结束。

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