android 加密 SQLCipher和Conceal
在Android中，通常使用SQLite来管理本地数据。但是如果手机被ROOT了，用户能够轻易查看到SQLite数据库中的信息。如果数据库中包含用户私密信息或者APP的关键信息，那么也就能够轻易被其他人访问。现在这是所有开发不希望看见的。
这里讲两种数据加密方法。分别采用SQLCipher和ConCeal。并分别讲述这两种方法的优缺点。
一. SQLCipher
SQLCipher是在SQLite基础上进行扩展的开源数据库，它增加了数据加密功能，并且支持多种不同的平台。
首先需要下载Android项目所依赖的SQLCipher包，下载地址是：
https://s3.amazonaws.com/sqlcipher/SQLCipher+for+Android+v2.2.2.zip
解压压缩包，有assets和libs这两个目录，assets文件夹中有icudt461.zip，libs文件夹中有armeabi文件夹，下面有三个.so的文件。需要将这两个目录中的内容复制添加到需要加密数据库的Android项目的assets和libs文件夹中。
到此准备工作完毕，，我们需要建立一个SQLCipherDatabaseHelper继承自SQLiteOpenHelper，这里使用的不是Android API中的SQLiteOpenHelper，而是net.sqlcipher.database包下的SQLiteOpenHelper。代码如下：
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 arg1, int arg2) {
}
}除了引入的包不一样，其他的用法和SQLite都是完全相同。 添加和查询数据的代码和SQLite是相同的。
public class MainActivity extends Activity {
private SQLiteDatabase db;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
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", "达芬奇密码");
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();
}
});
}
} 在OnCreate()中，调用了SQLiteDatabase的loadLibs()静态方法将SQLCipher所以来的.so加载进来，注意引入的是net.sqlcipher.database下的SQLiteDatabase。然后我们创建了MyDatabaseHelper的实例，并调用getWritableDatabase()方法去获取SQLiteDatabase对象。这里在调用getWritableDatabase()方法的时候传入了一个字符串参数，它就是SQLCipher所依赖的key，在对数据库进行加解密的时候SQLCipher都将使用这里指定的key。
在添加数据按钮的点击事件里面，我们通过ContentValues构建了一条数据，然后调用SQLiteDatabase的insert()方法将这条数据插入到Book表中。
在查询数据按钮的点击事件里面，我们调用SQLiteDatabase的query()方法来查询Book表中的数据，查询到的结果会存放在Cursor对象中，注意这里使用的是net.sqlcipher包下的Cursor。然后对Cursor对象进行遍历，并将查询到的结果打印出来。
现在运行一下程序，先点击添加数据按钮，再点击查询数据按钮，刚刚添加的那条数据就应该在控制台里打印出来了。
SQLCipher提供的API与Android原生的API操作起来是几乎一模一样的，因为SQLCipher对Android SDK中所有与数据库相关的API做了一份镜像。这样开发者可以向操作普通数据库文件一样来操作SQLCipher，而所有的加密解密操作，对开发人员而言都是黑盒的，SQLCipher在背后帮我们做好了。
二。ConCeal
ConCeal是Facebook推出的用于对数据进行快速加密和认证的开发包，Facebook用它来加密手机、平板电脑SD卡中的数据和图片。能够高效快速地在磁盘上加密大文件，对于低版本的android系统、低内存、较慢的处理器，都有很好的效率。ConCeal的加密算法基于OpenSSL，经过编译之后，apk包大小只增加0.1MB左右，能够兼容众多Android版本，减少后期维护。
项目主页是：http://www.open-open.com/lib/view/home/1394779937806
Android的jar包下载地址：http://facebook.github.io/conceal/documentation/
ConCeal的加密代码判断是：
//使用秘钥链和原生库的默认实现，来创建一个新的加密对象
Crypto crypto = new Crypto(
new SharedPrefsBackedKeyChain(context),
new SystemNativeCryptoLibrary());
//检查加密功能是否可用
//如果Android没有正确载入库，则此步骤可能失败
if (!crypto.isAvailable()) {
return;
}
OutputStream fileStream = new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(file));
//创建输出流，当数据写入流的时候进行加密，并将加密后的数据输出到文件
OutputStream outputStream = crypto.getCipherOutputStream(
fileStream,
entity);
//将纯文本写入其中
outputStream.write(plainText);
outputStream.close();// 打开用ConCeal加密的文件
FileInputStream fileStream = new FileInputStream(file);
// 创建一个输入流，当数据读入的时候用ConCeal进行解密
InputStream inputStream = crypto.getCipherInputStream(
fileStream,entity);
// 变为字节
int read;
byte[] buffer = new byte[1024];
// 读入整个输入流，在输入流结束时进行验证，如果不一直验证到流结束，将有安全漏洞
while ((read = inputStream.read(buffer)) != -1) {
out.write(buffer, 0, read);
}
inputStream.close();public class CustomKeyChain implements KeyChain {
...
}1. 从http://facebook.github.io/conceal/documentation/中下载工程所需要的两个Jar包和so文件，分别点击ConCeal Jar、Android Jar与Native Binaries下载即可。将libconceal.jar与conceal_android.jar放入工程的libs文件夹下。下载的libs.rar解压后，把armeabi文件夹下的libconceal.so文件翻入自己工程libs文件夹下的armeabi文件夹下即可。
2. 加密
private void encryption(){
// Creates a new Crypto object with default implementations of
// a key chain as well as native library.
Crypto crypto = new Crypto(
new SharedPrefsBackedKeyChain(context),
new SystemNativeCryptoLibrary());
// Check for whether the crypto functionality is available
// This might fail if Android does not load libaries correctly.
if (!crypto.isAvailable()) {
Toast.makeText(context, "ENCRYPTION FAIL!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
try {
//加密后的文件路径
File file = new File(GPUtils.getSharePicPath() + "/text.txt");
OutputStream fileStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file));
com.facebook.crypto.Entity entity = new com.facebook.crypto.Entity("text");
// Creates an output stream which encrypts the data as
// it is written to it and writes it out to the file.
OutputStream outputStream;
outputStream = crypto.getCipherOutputStream(fileStream, entity);
//需要加密的text
String plainString = "TEST！！！测试！！！";
//将String变为byt[]类型
byte[] plainText = plainString.getBytes();
// Write plaintext to it.
outputStream.write(plainText);
outputStream.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (CryptoInitializationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (KeyChainException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}3. 解密
private void decryption(){
// Creates a new Crypto object with default implementations of
// a key chain as well as native library.
Crypto crypto = new Crypto(
new SharedPrefsBackedKeyChain(context),
new SystemNativeCryptoLibrary());
try {
//需要解密的文件路径
File file = new File(GPUtils.getSharePicPath() + "/text.txt");
// Get the file to which ciphertext has been written.
FileInputStream fileStream = new FileInputStream(file);
com.facebook.crypto.Entity entity = new com.facebook.crypto.Entity("text");
// Creates an input stream which decrypts the data as
// it is read from it.
InputStream inputStream;
inputStream = crypto.getCipherInputStream(fileStream,entity);
// Read into a byte array.
int read;
byte[] buffer = new byte[1024];
//解密后的文本
String plainString = new String();
// You must read the entire stream to completion.
// The verification is done at the end of the stream.
// Thus not reading till the end of the stream will cause
// a security bug.
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
while((read = inputStream.read(buffer)) > 0){
stringBuilder.append(new String(buffer, 0, read));
}
plainString = stringBuilder.toString();
Toast.makeText(context, plainString, Toast.LENGTH_SHORT).show();
inputStream.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (CryptoInitializationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (KeyChainException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}4. 扩展
目前只是实现了加密String类型。其余类型没有实现。猜测JSON类型的应该也是可以的。这样的话，对于结构化的数据也能较好得加解密了。
三。总结
总结一下就是，SQLite对程序猿而言，只需要选择秘钥，其余查询、插入等数据库操作方法与SQLite几乎一模一样，以为它是SQLite的镜像，容易上手，加密结构化数据很便利。但是导入的jar包较大，会增加4MB左右apk大小。Conceal上手相对于SQLite而言，稍微慢一点点，加密大型的结构化的数据较为麻烦。但是体量小，对apk包大小影响很小，只增加0.1MB左右。如果进行快速小型的加密时，使用ConCeal较为方便。