Android数据存储之SQLCipher数据库加密

前言：

最近研究了Android Sqlite数据库（文章地址：Android数据存储之Sqlite的介绍及使用）以及ContentProvider程序间数据共享（Android探索之ContentProvider熟悉而又陌生的组件），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：

• 加密性能高、开销小，只要5-15%的开销用于加密
• 完全做到数据库100%加密
• 采用良好的加密方式（CBC加密模式）
• 使用方便，做到应用级别加密
• 采用OpenSSL加密库提供的算法

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。