在IOS中使用DES算法对Sqlite数据库进行内容加密存储并读取解密

在IOS中使用DES算法对Sqlite

数据库进行内容加密存储并读取解密

涉及知识点：

　　1、DES加密算法；

　　2、OC对Sqlite数据库的读写；

　　3、IOS APP文件存储的两种方式及读取方式。

以下是各个知识点的讲解：

　　1、DES算法详述

　　DES算法把64位的明文输入块变為64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位,其功能是把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分為L0、R0两部分，每部分各长32位，其置换规则见下表：

58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,
　　62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,
　　57,49,41,33,25,17, 9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,
　　61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,

　　即将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，...，依此类推，最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0 是右32位，例：设置换前的输入值為D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果為：L0=D550...D8；R0=D57D49...D7。

　　经过26次迭代运算后。得到L16、R16，将此作為输入，进行逆置换，即得到密文输出。逆置换正好是初始置的逆运算，例如，第1位经过初始置换后，处於第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示：

　　40,8,48,16,56,24,64,32,39,7,47,15,55,23,63,31,
　　38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,
　　36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,
　　34,2,42,10,50,18,58 26,33,1,41, 9,49,17,57,25,

放大换位表

　　32, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 8, 9, 10,11,
　　12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21,
　　22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32, 1,

单纯换位表

　　16,7,20,21,29,12,28,17, 1,15,23,26, 5,18,31,10,
　　2,8,24,14,32,27, 3, 9,19,13,30, 6,22,11, 4,25,

　　在f(Ri,Ki)算法描述图中，S1,S2...S8為选择函数，其功能是把6bit数据变為4bit数据。下面给出选择函数Si(i=1,2......8)的功能表：
选择函数Si

S1:
　　14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
　　0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
　　4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
　　15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,
S2:
　　15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
　　3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
　　0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
　　13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,
S3:
　　10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
　　13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
　　13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
　　1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,
S4:
　　7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
　　13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
　　10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
　　3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,
S5:
　　2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
　　14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
　　4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
　　11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,
S6:
　　12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
　　10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
　　9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
　　4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,
S7:
　　4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
　　13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
　　1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
　　6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
S8:
　　13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
　　1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
　　7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
　　2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11,

在此以S1為例说明其功能，我们可以看到：在S1中，共有4行数据，命名為0，1、2、3行；每行有16列，命名為0、1、2、3，......，14、15列。

　　现设输入為： D＝D1D2D3D4D5D6
令：列＝D2D3D4D5
　　行＝D1D6

　　然后在S1表中查得对应的数，以4位二进製表示，此即為选择函数S1的输出。下面给出子密钥Ki(48bit)的生成算法

　　从子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到：初始Key值為64位，但DES算法规定，其中第8、16、......64位是奇偶校验位，不参与DES运算。故Key 实际可用位数便只有56位。即：经过缩小选择换位表1的变换后，Key 的位数由64 位变成了56位，此56位分為C0、D0两部分，各28位，然后分别进行第1次循环左移，得到C1、D1，将C1（28位）、D1（28位）合併得到56位，再经过缩小选择换位2，从而便得到了密钥K0（48位）。依此类推，便可得到K1、K2、......、K15，不过需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行：

循环左移位数
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
　　以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在於第一次迭代时用子密钥K15，第二次K14、......，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。
DES算法具有极高安全性，到目前為止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间為256，这意味著如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间，可见，这是难以实现的，当然，随著科学技术的发展，当出现超高速计算机后，我们可考虑把DES密钥的长度再增长一些，以此来达到更高的保密程度。

2、oc对Sqlite数据库的读写操作语句：

对数据库的读写往往设计数据库的创建，打开，以及增删改查，在使用OC对Sqlite的以上几种操作代码是用字符串包装的sql语句，具体使用见代码。

3、APP中数据、文件的存储有两种方式，第一种是关于软件本身的数据和文件，可以直接放在软件的结构框架中，也就是头文件和.m文件所在的树中，也可以放在沙盒中，两种读取方式不一样，放在结构树中的只能读，不能写入，而放在沙盒中的可以进行读写操作，所以涉及用户要修改的东西、或者软件经过用户使用之后会修改的东西要放在沙盒中。据图两种读写方式见代码。

以下代码实现的功能是把存放在结构树中的Sqlite数据库进行读取，并对除了id和use之外的所有内容使用del算法进行加密，加密后的按照数据库原先的结构存放在沙盒中新建的数据库中，如果需要读取，可以通过查询id和use进行读取并对其他字段使用des 加密算法进行解密。

 #import "ViewController.h"
 #import "jiami.h"
 #include "FMDatabase.h"
 @interface ViewController (){
     FMDatabase *mydb;
     FMDatabase *mydbins;
     NSString *key;
     jiami *secret;
     UIButton *myBtn;
     UITextField *textField;
 }

 @end

 @implementation ViewController

 - (void)viewDidLoad {
     [super viewDidLoad];
 //   创建加密实体，以后使用实体调用加密方法，要加密的字符串和key以参数的方式传入
     key = @"secret";
      secret= [[jiami alloc]init];

 //    读取文件结构中的数据库
     NSString *bundlePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"meridianPoint" ofType:@"sqlite"];
     mydbins = [[FMDatabase alloc]initWithPath:bundlePath];

 //    在沙盒中创建数据库
 //    创建路径
     NSString *documentsPath = [NSHomeDirectory() stringByAppendingString:@"/Documents/mydb.sqlite"];
 //    创建数据库
     mydb = [[FMDatabase alloc]initWithPath:documentsPath];
 //    创建表的语句
     NSString *tablecreate = @"create table if not exists mytable(id text primary key,meridian_id text,name text,property1_id text,property2_id text,property3_id text,use text,position text,dissection text,indications text,synergy text,acupuncture text,note text,x text,y text,dict text,py_name text,meridian_text text,GB text)";
 //    打开数据库，并使用创建表的语句创建表，创建完成后返回一个bool值，根据bool值判断是否创建成功
     if ([mydb open]) {
         BOOL yesOrNo = [mydb executeUpdate:tablecreate];
         if (yesOrNo) {
             NSLog(@"sucess");
         }else{
             NSLog(@"fail");
         }
 //       操作完成后要关闭数据库
         [mydb close];
     }

 //    打开要操作的两个数据库
     if ([mydbins open]&&[mydb open]) {
         for (int i =; i<; i++) {

 //        查询语句的创建
             NSString *sqlString=[NSString stringWithFormat:@"select * from acupoint_cn where id = %d",i];
 //        查询并把查询的结果赋值给结果集
             FMResultSet *result = [mydbins executeQuery:sqlString];

             while ([result next]) {
 //                读取查询到的记录的每个字段
                 NSString *idd            = [result stringForColumn:@"id"];
                 NSString *meridian_idd   = [result stringForColumn:@"meridian_id"];
                 NSString *named          = [result stringForColumn:@"name"];
                 NSString *property1_idd  = [result stringForColumn:@"property1_id"];
                 NSString *property2_idd  = [result stringForColumn:@"property2_id"];
                 NSString *property3_idd  = [result stringForColumn:@"property3_id"];
                 NSString *positiond      = [result stringForColumn:@"position"];
                 NSString *use            = [result stringForColumn:@"use"];
                 NSString *dissectiond    = [result stringForColumn:@"dissection"];
                 NSString *indicationsd   = [result stringForColumn:@"indications"];
                 NSString *synergyd       = [result stringForColumn:@"synergy"];
                 NSString *acupunctured   = [result stringForColumn:@"acupuncture"];
                 NSString *xd             = [result stringForColumn:@"x"];
                 NSString *yd             = [result stringForColumn:@"y"];
                 NSString *noted          = [result stringForColumn:@"note"];
                 NSString *py_named       = [result stringForColumn:@"py_name"];
                 NSString *dictd          = [result stringForColumn:@"dict"];
                 NSString *meridian_textd = [result stringForColumn:@"meridian_text"];
                 NSString *GBd            = [result stringForColumn:@"GB"];

 //                对除了id和use的字段进行加密
                 NSString *meridian_id    = [secret encryptUseDES:meridian_idd key:key];
                 NSString *name           = [secret encryptUseDES:named key:key];
                 NSString *property1_id   = [secret encryptUseDES:property1_idd key:key];
                 NSString *property2_id   = [secret encryptUseDES:property2_idd key:key];
                 NSString *property3_id   = [secret encryptUseDES:property3_idd key:key];
                 NSString *position       = [secret encryptUseDES:positiond key:key];
                 NSString *dissection     = [secret encryptUseDES:dissectiond key:key];
                 NSString *indications    = [secret encryptUseDES:indicationsd key:key];
                 NSString *synergy        = [secret encryptUseDES:synergyd key:key];
                 NSString *acupuncture    = [secret encryptUseDES:acupunctured key:key];
                 NSString *x              = [secret encryptUseDES:xd key:key];
                 NSString *y              = [secret encryptUseDES:yd key:key];
                 NSString *note           = [secret encryptUseDES:noted key:key];
                 NSString *py_name        = [secret encryptUseDES:py_named key:key];
                 NSString *dict           = [secret encryptUseDES:dictd key:key];
                 NSString *meridian_text  = [secret encryptUseDES:meridian_textd key:key];
                 NSString *GB             = [secret encryptUseDES:GBd key:key];

 //                把加密后的数据存入沙盒中的数据库，使用insert into语句
                 [mydb executeUpdate:@"insert into mytable(id, meridian_id,name,property1_id,property2_id,property3_id,use,position,dissection,indications ,synergy,acupuncture,note,x,y,dict,py_name,meridian_text,GB) values(?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?)",idd,meridian_id,name,property1_id,property2_id,property3_id,use,position,dissection,indications,synergy,acupuncture,note,x,y,dict,py_name,meridian_text,GB];

             }

         }
 //        操作完成后关闭两个数据库
         [mydbins close];
         [mydb close];

     }

 //    button
         myBtn= [[UIButton alloc]initWithFrame:CGRectMake(, , , )];
         myBtn.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
         myBtn.layer.cornerRadius = ;
         myBtn.layer.masksToBounds = YES;
         myBtn.enabled = YES;
         [myBtn setTitle:@"开始按钮" forState:UIControlStateNormal];
         [myBtn addTarget:self action:@selector(myBtnAction:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
         [self.view addSubview:myBtn];

 //    textfield
         textField = [[UITextField alloc]initWithFrame:CGRectMake(, , , )];
         [textField setBackgroundColor:[UIColor lightGrayColor]];
         textField.placeholder = @"请输入要查询的病症";
         [self.view addSubview:textField];

 }

 //点击按钮时进行查询（此功能未完善）
 -(void)myBtnAction :(UIButton*)sender{
     if ([mydb open]) {

         FMResultSet *result = [mydb executeQuery:@"select * from mytable where use like ?%",textField.text];
         while ([result next]) {
             NSString *use = [result stringForColumn:@"use"];
 //            NSString *useunsecret = [secret decryptUseDES:use key:key];
             textField.text = use;
         }
         [mydb close];
     }
 }

 //文本输入框输入完成后，点击其他地方收回键盘
 -(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
     [textField resignFirstResponder];
 }

 @end

需要注意的地方：

1、打开数据库并进行操作使用以下语句，在打开时使用判断，如果未打开则提示未打开的原因，如果打开了，进行完操作后一定要关闭数据库:

 if([数据库名 open]){
     操作语句;
     操作语句;
     操作语句;
     ......

     [数据库名 close];

 }else{

     NSLog(@"数据库因。。。未打开");

 }

2、查询语句的结果为一个集合，需要使用如下语句去读取集合中的内容，如果想读取其他字段的内容，只需要把下面代码中的id换成对应的字段即可：

 //        查询语句的创建
             NSString *sqlString=[NSString stringWithFormat:@"select * from acupoint_cn where id = %d",i];
 //        查询并把查询的结果赋值给结果集
             FMResultSet *result = [mydbins executeQuery:sqlString];

             while ([result next]) {
 //                读取查询到的记录的每个字段
                 NSString *idd            = [result stringForColumn:@"id"];
             }

3、可以把查询语句直接作为executeQuery的参数，但这样有时候在做格式替换的时候比较麻烦，比如下面代码中i是for循环的变量，比较简单且不容易出错的做法是先构建一个字符串，然后把这个字符串当作executeQuery的参数。

//        查询语句的创建
            NSString *sqlString=[NSString stringWithFormat:@"select * from acupoint_cn where id = %d",i];
//        查询并把查询的结果赋值给结果集
            FMResultSet *result = [mydbins executeQuery:sqlString];