如何在Android應用中安全地使用SQLite數據庫，并通過SQLCipher進行加密保護
作者：Reathin
使用SQLCipher提供的API和使用Android原生的數據庫API，操作起來幾乎是一模一樣的。SQLCipher對Android SDK中所有與數據庫相關的API都制作了一份鏡像，使得開發者可以像操作普遍的數據庫文件一樣來操作SQLCipher，而所有的數據加解密操作，SQLCipher都在背后幫我們處理好了。
Android內置SQLite輕量級關系型數據庫，可以在Android應用中存儲、檢索和管理結構化數據。SQLite是一個無服務器的、零配置的、事務性的SQL數據庫引擎，非常適合用于移動設備和桌面應用程序中。
SQLite特點：
- 「輕量級」：SQLite不需要單獨的服務器進程或操作系統級別的配置。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備上使用。
- 「ACID事務」：SQLite支持ACID事務，提供了原子性、一致性、隔離性和持久性。保證了即使在發生故障的情況下，數據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、觸發器、視圖等。
- 「易于集成」：在Android中，SQLite已經被深度集成到系統中，可以很容易地在應用中使用。
- 「Android 提供的 API」：Android提供了一套用于操作SQLite的API，包括SQLiteOpenHelper類，用于管理數據庫的創建和版本控制。
- 「數據持久化」：使用SQLite，可以確保即使在應用關閉或設備重啟后，數據仍然可以保留。
Android內置SQLite數據庫沒有實現加密功能，可以很容易的導出應用創建的數據庫文件，通過可視化工具打開數據庫文件進行查看數據庫的表結構以及數據，存在一定的數據泄露風險。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、免費的數據庫加密解決方案，基于流行的數據庫管理系統SQLite，添加了強大的加密功能。SQLCipher使用AES-256算法對整個SQLite數據庫進行加密，包括其中的所有表、列和數據，具有正確密鑰的用戶才能解密和訪問數據。
SQLCipher提供了一個透明的加密層，在不改變現有SQLite API使用方式的情況下，對數據庫進行加密。像平常一樣操作SQLite數據庫，所有的讀寫操作都會在加密和解密之間自動轉換，確保數據在傳輸和存儲時的安全性。即使數據庫文件被竊取，也無法直接讀取其中的數據內容，提供了更高的安全性，防止數據泄露和未經授權訪問。
SQLCipher還具有跨平臺支持的特性，可以在多個操作系統和平臺上使用，包括移動設備（如Android和iOS）和桌面應用程序（如Windows、macOS和Linux）。可以在不同的環境中使用SQLCipher加密和訪問數據庫。
在Android中使用SQLCipher來加解密數據庫，意味著你要將SQLite數據庫替換為SQLCipher版本的數據庫，從而實現對數據的加密保護。SQLCipher擴展了SQLite的功能，通過AES-256加密算法為數據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，在打開數據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) {
}
}- 「設置數據庫密碼」： 在創建MyDatabaseHelper實例時，需要提供一個密碼。密碼將用于加密和解密數據庫。
MyDatabaseHelper dbHelper = new MyDatabaseHelper(this, "demo.db", null, 1);
dbHelper.getWritableDatabase("123456");- 「執行數據庫操作」： 通過MyDatabaseHelper的實例，執行數據庫操作（如創建表、插入數據、查詢數據等）。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="添加數據" />
<Button
android:id="@+id/query_data"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="查詢數據" />
</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原生的數據庫API，操作起來幾乎是一模一樣的。SQLCipher對Android SDK中所有與數據庫相關的API都制作了一份鏡像，使得開發者可以像操作普遍的數據庫文件一樣來操作SQLCipher，而所有的數據加解密操作，SQLCipher都在背后幫我們處理好了。
責任編輯：武曉燕
來源：
沐雨花飛蝶
