如何在Android應(yīng)用中安全地使用SQLite數(shù)據(jù)庫，并通過SQLCipher進行加密保護
Android內(nèi)置SQLite輕量級關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，可以在Android應(yīng)用中存儲、檢索和管理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。SQLite是一個無服務(wù)器的、零配置的、事務(wù)性的SQL數(shù)據(jù)庫引擎，非常適合用于移動設(shè)備和桌面應(yīng)用程序中。
SQLite特點：
- 「輕量級」：SQLite不需要單獨的服務(wù)器進程或操作系統(tǒng)級別的配置。可以直接讀寫磁盤上的文件，非常高效且適合在資源有限的移動設(shè)備上使用。
- 「ACID事務(wù)」：SQLite支持ACID事務(wù)，提供了原子性、一致性、隔離性和持久性。保證了即使在發(fā)生故障的情況下，數(shù)據(jù)的完整性也能得到維護。
- 「強大的SQL功能」：支持大部分標準的SQL92功能，包括索引、觸發(fā)器、視圖等。
- 「易于集成」：在Android中，SQLite已經(jīng)被深度集成到系統(tǒng)中，可以很容易地在應(yīng)用中使用。
- 「Android 提供的 API」：Android提供了一套用于操作SQLite的API，包括SQLiteOpenHelper類，用于管理數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和版本控制。
- 「數(shù)據(jù)持久化」：使用SQLite，可以確保即使在應(yīng)用關(guān)閉或設(shè)備重啟后，數(shù)據(jù)仍然可以保留。
Android內(nèi)置SQLite數(shù)據(jù)庫沒有實現(xiàn)加密功能，可以很容易的導(dǎo)出應(yīng)用創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫文件，通過可視化工具打開數(shù)據(jù)庫文件進行查看數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)，存在一定的數(shù)據(jù)泄露風險。可以通過借助SQLCipher來解決這個安全性問題。
SQLCipher使用
SQLCipher是一個開源的、免費的數(shù)據(jù)庫加密解決方案，基于流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQLite，添加了強大的加密功能。SQLCipher使用AES-256算法對整個SQLite數(shù)據(jù)庫進行加密，包括其中的所有表、列和數(shù)據(jù)，具有正確密鑰的用戶才能解密和訪問數(shù)據(jù)。
SQLCipher提供了一個透明的加密層，在不改變現(xiàn)有SQLite API使用方式的情況下，對數(shù)據(jù)庫進行加密。像平常一樣操作SQLite數(shù)據(jù)庫，所有的讀寫操作都會在加密和解密之間自動轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲時的安全性。即使數(shù)據(jù)庫文件被竊取，也無法直接讀取其中的數(shù)據(jù)內(nèi)容，提供了更高的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露和未經(jīng)授權(quán)訪問。
SQLCipher還具有跨平臺支持的特性，可以在多個操作系統(tǒng)和平臺上使用，包括移動設(shè)備（如Android和iOS）和桌面應(yīng)用程序（如Windows、macOS和Linux）。可以在不同的環(huán)境中使用SQLCipher加密和訪問數(shù)據(jù)庫。
在Android中使用SQLCipher來加解密數(shù)據(jù)庫，意味著你要將SQLite數(shù)據(jù)庫替換為SQLCipher版本的數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加密保護。SQLCipher擴展了SQLite的功能，通過AES-256加密算法為數(shù)據(jù)庫提供透明的加密層。以下是在Android中使用SQLCipher的基本步驟：
- 「添加依賴」：在項目的build.gradle文件中添加sqlcipher庫。
dependencies {
implementation "net.zetetic:android-database-sqlcipher:4.5.5@aar"
}- 初始化SQLCipher： 在應(yīng)用啟動時，需要初始化SQLCipher。
SQLiteDatabase.loadLibs(this);- 「替換SQLiteOpenHelper」： 使用SQLCipher提供的SQLiteOpenHelper類替換Android標準庫中的SQLiteOpenHelper。與Android提供的接口相同，在打開數(shù)據(jù)庫時會自動處理加密和解密。
import android.content.Context;
import net.sqlcipher.database.SQLiteDatabase;
import net.sqlcipher.database.SQLiteDatabase.CursorFactory;
import net.sqlcipher.database.SQLiteOpenHelper;
public class MyDatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {
public static final String CREATE_TABLE = "create table Book(name text, pages integer)";
public MyDatabaseHelper(Context context, String name, CursorFactory factory, int version) {
super(context, name, factory, version);
}
@Override
public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
db.execSQL(CREATE_TABLE);
}
@Override
public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
}
}- 「設(shè)置數(shù)據(jù)庫密碼」： 在創(chuàng)建MyDatabaseHelper實例時，需要提供一個密碼。密碼將用于加密和解密數(shù)據(jù)庫。
MyDatabaseHelper dbHelper = new MyDatabaseHelper(this, "demo.db", null, 1);
dbHelper.getWritableDatabase("123456");- 「執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作」： 通過MyDatabaseHelper的實例，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作（如創(chuàng)建表、插入數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)等）。SQLCipher會在底層自動處理加密和解密。
//插入一本書
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("name", "達芬奇密碼");
values.put("pages", 566);
db.insert("Book", null, values);使用示例
MyDatabaseHelper.java
public class MyDatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {
public static final String CREATE_TABLE = "create table Book(name text, pages integer)";
public MyDatabaseHelper(Context context, String name, CursorFactory factory, int version) {
super(context, name, factory, version);
}
@Override
public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
db.execSQL(CREATE_TABLE);
}
@Override
public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
}
}activity_main.xml
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical" >
<Button
android:id="@+id/add_data"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="添加數(shù)據(jù)" />
<Button
android:id="@+id/query_data"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="查詢數(shù)據(jù)" />
</LinearLayout>MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private SQLiteDatabase db;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//初始化 注意不要導(dǎo)錯包net.sqlcipher.database包下的SQLiteDatabase
SQLiteDatabase.loadLibs(this);
MyDatabaseHelper dbHelper = new MyDatabaseHelper(this, "demo.db", null, 1);
db = dbHelper.getWritableDatabase("secret_key");
Button addData = (Button) findViewById(R.id.add_data);
Button queryData = (Button) findViewById(R.id.query_data);
addData.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("name", "達芬奇密碼");
values.put("pages", 566);
db.insert("Book", null, values);
}
});
queryData.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
Cursor cursor = db.query("Book", null, null, null, null, null, null);
if (cursor != null) {
while (cursor.moveToNext()) {
String name = cursor.getString(cursor.getColumnIndex("name"));
int pages = cursor.getInt(cursor.getColumnIndex("pages"));
Log.d("TAG", "book name is " + name);
Log.d("TAG", "book pages is " + pages);
}
}
cursor.close();
}
});
}
}使用SQLCipher提供的API和使用Android原生的數(shù)據(jù)庫API，操作起來幾乎是一模一樣的。SQLCipher對Android SDK中所有與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的API都制作了一份鏡像，使得開發(fā)者可以像操作普遍的數(shù)據(jù)庫文件一樣來操作SQLCipher，而所有的數(shù)據(jù)加解密操作，SQLCipher都在背后幫我們處理好了。
