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安卓开发中数据库加密的解决方案

admin
行业动态
2025-04-23
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采用SQLCipher加密数据库，结合Keystore管理密钥，并启用SSL/TLS保障传输

为什么需要数据库加密？

Android 应用的 SQLite 数据库默认以明文形式存储在设备中，存在以下风险：

设备 root 后数据暴露：攻击者可通过文件系统直接读取数据库文件。
应用卸载后残留数据：未彻底清理的数据库可能被恢复工具提取。
敏感信息泄露：如用户密码、个人信息、支付数据等若未加密，可能被反面软件或攻击者获取。

数据库加密的常见方案

使用 SQLCipher 加密 SQLite 数据库

原理：SQLCipher 是基于 SQLite 的扩展库，通过透明加密（AES）实现数据库文件的全盘加密。

优点：

无需修改现有 SQL 语法，兼容原有代码。
加密过程对应用层透明,开发成本低。
支持多种加密模式（如 AES-256）。

缺点：

密钥管理需自行处理,若密钥泄露则数据库无安全性。
加密/解密操作会略微增加性能开销。

集成步骤：

添加依赖：

implementation 'net.zetetic:android-database-sqlcipher:4.5.0'

修改数据库初始化逻辑：

// 创建数据库时启用加密
SQLiteDatabase.loadLibs(this); // 加载 SQLCipher 库
SQLiteOpenHelper helper = new DatabaseHelper(this, "encrypted.db", null, 1);

配置密钥：

错误示例（不推荐）：硬编码密钥（易被反编译获取）。
```
String key = "hardcoded_key"; //  高风险
```

正确示例：从 Android Keystore 动态获取密钥。

// 生成或获取密钥
KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
keyStore.load(null);
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, "AndroidKeyStore");
keyGenerator.init(
    new KeyGenParameterSpec.Builder("database_key",
        KeyProperties.PURPOSE_USE)
        .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC)
        .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7)
        .build());
SecretKey secretKey = (SecretKey) keyStore.getKey("database_key", null);

应用层数据加密（部分字段加密）

适用场景：仅需保护部分敏感字段（如密码、token），而非整个数据库。

实现方式：

安卓开发中数据库加密的解决方案第1张

AES 加密：对敏感字段进行加解密。

工具类示例：

public class EncryptUtils {
    private static final String ALGORITHM = "AES/CBC/PKCS5Padding";
    private static final String KEY = "your-32-byte-key"; // 需安全存储
    public static String encrypt(String data) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);
        return Base64.encodeToString(cipher.doFinal(data.getBytes()), Base64.DEFAULT);
    }
    public static String decrypt(String data) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);
        return new String(cipher.doFinal(Base64.decode(data, Base64.DEFAULT)));
    }
}

缺点：

需手动处理加解密逻辑,易遗漏字段。
无法防御数据库文件被直接拷贝后的分析攻击。

Room 持久化库结合加密

适用场景：使用 Room 作为数据库框架，需对数据表进行加密。

实现方式：

自定义加密字段类型：

@TypeConverter
public static String encrypt(String plainText) {
    // 调用 EncryptUtils.encrypt()
}
@TypeConverter
public static String decrypt(String cipherText) {
    // 调用 EncryptUtils.decrypt()
}

配置 Room 数据库：

@Entity
public class User {
    @ColumnInfo(name = "username") String username;
    @Encrypted // 自定义注解触发加解密
    String password;
}

优点：与 Room 无缝集成，适合现代化开发。

密钥管理方案对比

方案	安全性	实现难度	适用场景
硬编码密钥	低（易反编译获取）	低	快速原型开发（不推荐生产环境）
Android Keystore	高（系统级保护）	中	生产环境，需硬件支持（Android 6+）
Secure SharedPreferences	中	低	轻量级应用，存储少量密钥
远程服务器生成密钥	高（密钥不在本地存储）	高	高安全需求，需网络通信