Android数据库加密

Question

Android使用SQLite数据库存储数据，我需要对SQLite数据库进行加密，怎么做？我了解应用程序数据是私有的。但是我需要明确加密我的应用正在使用的 SQLite 数据库。

Answer 1

SQLCipher 是一个 SQLite 扩展，它为数据库文件提供透明的 256 位 AES 加密。

早期的 sqlcipher 是用于 SQLite 的开源完整数据库加密，不适用于 android。但现在它可以作为 android 平台的 alpha 版本使用。 开发人员已更新标准 android 应用程序“Notepadbot”以使用 SQLCipher。

所以这绝对是目前最好和最简单的选择。

Answer 2

数据库被加密以防止INDIRECT ATTACKS。 这个术语和类：KeyManager.java、Crypto.java 取自 Sheran Gunasekera 书 Android Apps Security。我推荐所有这本书阅读。

INDIRECT ATTACKS 之所以如此命名，是因为病毒不会直接攻击您的应用程序。相反，它追随 Android 操作系统。目的是复制所有 SQLite 数据库，希望病毒作者可以复制存储在那里的任何敏感信息。但是，如果您添加了另一层保护，那么病毒作者将看到的只是乱码数据。 让我们构建一个可以在所有应用程序中重用的密码库。让我们从创建一组简短的规范开始：

• 使用对称算法：我们的库将使用对称算法， 或分组密码，用于加密和解密我们的数据。我们将选择AES， 虽然我们应该能够在以后修改它。

• 使用固定密钥：我们需要能够包含一个可以存储的密钥 将用于加密和解密数据的设备。

• 密钥存储在设备上：密钥将驻留在设备上。虽然这是一个风险 从直接攻击的角度来看，对于我们的应用程序，它应该足够了 保护我们免受间接攻击。

让我们从我们的密钥管理模块开始（参见清单 1）。因为我们计划使用固定密钥，所以我们不需要像过去示例中那样生成随机密钥。 KeyManager 将因此执行以下任务：

1. 接受一个键作为参数（setId(byte[] data) 方法）
2. 接受初始化向量作为参数（setIv(byte[] data) 方法）
3. 将密钥存储在内部存储的文件中
4. 从内部存储的文件中检索密钥（getId(byte[] data) 方法）
5. 从内部存储中的文件（getIv(byte[] data) 方法）

（清单 1. KeyManager 模块 KeyManager.java）

    package com.yourapp.android.crypto;

    import java.io.ByteArrayOutputStream;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import android.content.Context;
    import android.util.Log;

    public class KeyManager {

       private static final String TAG = "KeyManager";
       private static final String file1 = "id_value";
       private static final String file2 = "iv_value";
       private static Context ctx;

       public KeyManager(Context cntx) {
         ctx = cntx;
       }

       public void setId(byte[] data){
         writer(data, file1);
       }

       public void setIv(byte[] data){
         writer(data, file2);
       }

       public byte[] getId(){
         return reader(file1);
       }

       public byte[] getIv(){
         return reader(file2);
       }

       public byte[] reader(String file){
         byte[] data = null;
         try {
           int bytesRead = 0;
           FileInputStream fis = ctx.openFileInput(file);
           ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
           byte[] b = new byte[1024];
           while ((bytesRead = fis.read(b)) != -1){
             bos.write(b, 0, bytesRead);
           }
           data = bos.toByteArray();
         } catch (FileNotFoundException e) {
           Log.e(TAG, "File not found in getId()");
         } catch (IOException e) {
           Log.e(TAG, "IOException in setId(): " + e.getMessage());
         }
         return data;
       }

       public void writer(byte[] data, String file) {
         try {
           FileOutputStream fos = ctx.openFileOutput(file,
           Context.MODE_PRIVATE);
           fos.write(data);
           fos.flush();
           fos.close();
         } catch (FileNotFoundException e) {
           Log.e(TAG, "File not found in setId()");
         } catch (IOException e) {
           Log.e(TAG, "IOException in setId(): " + e.getMessage());
         }
     }
}

接下来，我们执行 Crypto 模块（参见 清单 2）。该模块负责加密和解密。我们在模块中添加了armorEncrypt() 和armorDecrypt() 方法，以便更轻松地将字节数组数据转换为可打印的Base64 数据，反之亦然。我们将使用AES 算法与Cipher Block Chaining (CBC) encryption mode 和PKCS#5 padding。

（清单 2. 加密模块 Crypto.java）

        package com.yourapp.android.crypto;

        import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
        import java.security.InvalidKeyException;
        import java.security.NoSuchAlgorithmException;
        import javax.crypto.BadPaddingException;
        import javax.crypto.Cipher;
        import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
        import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
        import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
        import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
        import android.content.Context;
        import android.util.Base64;

        public class Crypto {

           private static final String engine = "AES";
           private static final String crypto = "AES/CBC/PKCS5Padding";
           private static Context ctx;
           public Crypto(Context cntx) {
             ctx = cntx;
           }

           public byte[] cipher(byte[] data, int mode) throws NoSuchAlgorithmException,NoSuchPaddingException,InvalidKeyException,IllegalBlockSizeException,BadPaddingException,InvalidAlgorithmParameterException {
             KeyManager km = new KeyManager(ctx);
             SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(km.getId(), engine);
             IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(km.getIv());
             Cipher c = Cipher.getInstance(crypto);
             c.init(mode, sks, iv);
             return c.doFinal(data);
           }

           public byte[] encrypt(byte[] data) throws InvalidKeyException,
        NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException,
        IllegalBlockSizeException, BadPaddingException,
        InvalidAlgorithmParameterException {
             return cipher(data, Cipher.ENCRYPT_MODE);
           }

           public byte[] decrypt(byte[] data) throws InvalidKeyException,
        NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException,
        IllegalBlockSizeException, BadPaddingException,
        InvalidAlgorithmParameterException {
             return cipher(data, Cipher.DECRYPT_MODE);
           }

        public String armorEncrypt(byte[] data) throws InvalidKeyException,NoSuchAlgorithmException,
    NoSuchPaddingException,IllegalBlockSizeException,
    BadPaddingException,InvalidAlgorithmParameterException {
                 return Base64.encodeToString(encrypt(data), Base64.DEFAULT);
               }

         public String armorDecrypt(String data) throws InvalidKeyException,NoSuchAlgorithmException,
    NoSuchPaddingException,IllegalBlockSizeException,
    BadPaddingException,InvalidAlgorithmParameterException {
                 return new String(decrypt(Base64.decode(data, Base64.DEFAULT)));
               }
}

您可以在需要加密数据存储的任何应用程序中包含这两个文件。首先，确保您的密钥和初始化向量具有值，然后在存储数据之前调用任何一种数据的加密或解密方法。 清单 3 和 清单 4 包含使用这些类的简单应用示例。我们创建一个带有 3 个按钮 Encrypt、Decrypt、Delete 的 Activity； 1个EditText，用于数据输入； 1个TextView用于数据输出。

（清单 3. 一个示例。MainActivity.java）

package com.yourapp.android.crypto;

import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;

import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;


public class MainActivity extends Activity {
    TextView encryptedDataView;
    EditText editInputData;
    private Context cntx;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        this.cntx = getApplicationContext();
        Button btnEncrypt = (Button) findViewById(R.id.buttonEncrypt);
        Button btnDecrypt = (Button) findViewById(R.id.buttonDecrypt);
        Button btnDelete = (Button) findViewById(R.id.buttonDelete);
        editInputData = (EditText)findViewById(R.id.editInputData) ;
        encryptedDataView = (TextView) findViewById(R.id.encryptView);

        /**********************************************/
            /** INITIALIZE KEY AND INITIALIZATION VECTOR **/
        String key = "12345678909876543212345678909876";
        String iv = "1234567890987654";
        KeyManager km = new KeyManager(getApplicationContext());
        km.setIv(iv.getBytes());
        km.setId(key.getBytes());
        /**********************************************/

        btnEncrypt.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                String Data = editInputData.getText().toString();
                String Encrypted_Data = "data";
                try {
                    Crypto crypto = new Crypto(cntx);
                    Encrypted_Data = crypto.armorEncrypt(Data.getBytes());
                }   catch (InvalidKeyException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (NoSuchPaddingException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (IllegalBlockSizeException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (BadPaddingException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    }
                encryptedDataView.setText(Encrypted_Data);
            }
        });

        btnDecrypt.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                String Data = encryptedDataView.getText().toString();
                String Decrypted_Data = "data";
                try {
                    Crypto crypto = new Crypto(cntx);
                    Decrypted_Data = crypto.armorDecrypt(Data);
                }   catch (InvalidKeyException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (NoSuchPaddingException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (IllegalBlockSizeException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (BadPaddingException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
                    Log.e("SE3", "Exception in StoreData: " + e.getMessage());
                    }
                encryptedDataView.setText(Decrypted_Data);
            }
        });

        btnDelete.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                encryptedDataView.setText(" Deleted ");
            }
        });

    }

}

（清单 4. 一个示例。activity_main.xml）

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:background="#363636"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context=".MainActivity" >

    <EditText
        android:id="@+id/editInputData"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:ems="10"
        android:textColor="#FFFFFF" >

        <requestFocus />
    </EditText>

    <TextView
        android:id="@+id/encryptView"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="100dp"
        android:layout_alignLeft="@+id/editInputData"
        android:layout_alignRight="@+id/editInputData"
        android:layout_below="@+id/buttonEncrypt"
        android:layout_marginTop="26dp"
        android:background="#000008"
        android:text="Encrypted/Decrypted Data View"
        android:textColor="#FFFFFF"
        android:textColorHint="#FFFFFF"
        android:textColorLink="#FFFFFF" />

    <Button
        android:id="@+id/buttonEncrypt"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignLeft="@+id/encryptView"
        android:layout_alignRight="@+id/editInputData"
        android:layout_below="@+id/editInputData"
        android:layout_marginTop="26dp"
        android:text="Encrypt" />

    <Button
        android:id="@+id/buttonDelete"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignLeft="@+id/buttonDecrypt"
        android:layout_alignRight="@+id/buttonDecrypt"
        android:layout_below="@+id/buttonDecrypt"
        android:layout_marginTop="15dp"
        android:text="Delete" />

    <Button
        android:id="@+id/buttonDecrypt"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignLeft="@+id/encryptView"
        android:layout_alignRight="@+id/encryptView"
        android:layout_below="@+id/encryptView"
        android:layout_marginTop="21dp"
        android:text="Decrypt" />

</RelativeLayout>

Answer 3

如果数据库很小，那么您可以通过将整个文件解密到临时位置（不在 sd 卡上）来获得少量安全性，然后在关闭它时重新加密。问题：应用程序过早死亡、媒体上出现鬼影。

加密数据字段的稍微好一点的解决方案。这会导致 WHERE 和 ORDER BY 子句出现问题。如果需要对加密字段进行索引以进行等价搜索，则可以存储该字段的加密哈希并进行搜索。但这对范围搜索或排序没有帮助。

如果您想变得更高级，可以深入研究 Android NDK 并将一些加密技术破解到 SQLite 的 C 代码中。

考虑到所有这些问题和部分解决方案，您确定您真的需要一个用于应用程序的 SQL 数据库吗？使用包含加密序列化对象的文件可能会更好。

Answer 4

您当然可以在 Android 上拥有一个加密的 SQLite 数据库。但是，您无法使用 Google 提供的开箱即用的课程来做到这一点。

几个备选方案：

• 通过 NDK 编译您自己的 SQLite，并包含来自例如 wxSQLite3 的加密编解码器（包中包含一个不错的免费编解码器）
• SQLCipher 现在包括对 Android 的支持

Answer 5

http://sqlite-crypt.com/ 可以帮助你创建一个加密数据库，虽然我从来没有在android上使用过它似乎可以使用源代码。