Как зашифровать базу данных SQLite на Android при помощи AES 128

Сохранение данных в зашифрованном виде является важным аспектом безопасности приложений на Android. Особенно это касается баз данных, которые часто содержат конфиденциальную информацию, такую как личные данные пользователей или коммерческие секреты. Одним из способов защиты баз данных SQLite на Android является использование алгоритма шифрования AES 128 (Advanced Encryption Standard).

AES 128 — симметричный алгоритм шифрования, который использует 128-битный ключ для защиты данных. Он считается одним из самых надежных алгоритмов и широко применяется в различных областях, включая информационную безопасность. Для защиты базы данных SQLite на Android мы будем использовать библиотеку SQLCipher, которая предоставляет простые и эффективные инструменты для шифрования и дешифрования данных.

SQLCipher является альтернативой обычной библиотеке SQLite и поддерживает все стандартные функции SQLite, включая язык SQL и транзакции. Однако, в отличие от обычной библиотеки, SQLCipher добавляет дополнительный уровень безопасности, шифруя данные перед их хранением в базе данных. Это позволяет сохранить конфиденциальность данных, даже если злоумышленник получит доступ к файлу базы данных.

Подготовка к шифрованию

Перед тем, как приступить к шифрованию базы данных SQLite на Android, необходимо выполнить несколько шагов подготовки:

1. Добавление библиотеки SQLCipher

Для начала необходимо добавить библиотеку SQLCipher в проект. Она предоставляет функции для работы с зашифрованными базами данных SQLite. Библиотеку можно скачать с официального сайта SQLCipher и подключить в проект через систему сборки, такую как Gradle или Maven.

2. Создание или открытие базы данных

После подключения SQLCipher необходимо создать или открыть базу данных SQLite. Для этого можно использовать стандартный класс SQLiteOpenHelper или другие средства работы с базами данных SQLite на Android.

3. Создание пароля

Для шифрования базы данных необходимо создать пароль. Пароль должен быть достаточно сложным и уникальным, чтобы обеспечить безопасность данных. Лучше всего использовать генератор случайных паролей для создания надежного пароля.

4. Установка пароля

После создания пароля необходимо установить его для базы данных. Это делается с помощью метода SQLiteDatabase#setPassword() с передачей пароля в качестве аргумента.

5. Проверка правильности установки пароля

После установки пароля необходимо проверить его правильность. Это делается путем попытки открыть базу данных с использованием пароля. Если база данных успешно открывается, значит пароль был правильно установлен. В противном случае необходимо попробовать установить пароль заново.

Установка Android SDK

Для разработки приложений на платформе Android необходимо установить Android SDK (Software Development Kit). Это набор инструментов и библиотек, который позволяет разрабатывать, отлаживать и тестировать приложения для устройств на базе Android.

Вот пошаговая инструкция по установке Android SDK:

1. Перейдите на официальный сайт Android Developer: https://developer.android.com/studio/index.html.
2. Нажмите на кнопку «Скачать Android Studio». Загрузится установщик Android Studio.
3. Запустите установщик и следуйте инструкциям по установке. Выберите путь для установки Android Studio.
4. После установки запустите Android Studio. Вас попросят установить дополнительные компоненты и обновления SDK. Согласитесь и дождитесь окончания процесса.
5. Теперь Android SDK должен быть установлен на вашем компьютере. Вы можете запустить Android Studio и начать создавать свое первое приложение для Android!

Android SDK предоставляет множество полезных инструментов, таких как эмулятор Android, средства разработки и отладки, библиотеки для работы с разными функциями устройства и многое другое. Он является неотъемлемой частью процесса разработки приложений для Android и позволяет создавать качественные и производительные приложения.

Создание проекта в Android Studio

1. Откройте Android Studio и выберите «Create New Project».
2. Введите название проекта и выберите положение, где будет сохранен проект на вашем компьютере.
3. Выберите «Phone and Tablet» в качестве целевого устройства.
4. Выберите «Empty Activity» в качестве типа активности.
5. Настройте остальные параметры проекта по вашему усмотрению.
6. Нажмите «Finish», чтобы завершить создание проекта.

После завершения создания проекта вы будете перенаправлены в редактор кода Android Studio, где вы сможете начать работу над разработкой приложения. В следующем шаге вы сможете приступить к шифрованию базы данных SQLite с помощью AES 128.

Реализация шифрования

Процесс шифрования базы данных SQLite на Android с помощью алгоритма AES 128 можно разделить на несколько основных шагов:

• 1. Создание или открытие базы данных SQLite в приложении Android.
• 2. Создание таблицы для хранения зашифрованных данных в базе данных.
• 3. Генерация случайного ключа для шифрования и инициализации вектора инициализации (IV).
• 4. Шифрование данных перед записью в базу данных с использованием ключа и IV.
• 5. Расшифровка данных при чтении из базы данных с использованием ключа и IV.

Для реализации шифрования базы данных SQLite на Android можно использовать стороннюю библиотеку SQLCipher. Она предоставляет набор функций и классов для шифрования и дешифрования базы данных SQLite.

Для работы с SQLCipher нужно добавить зависимость в файл build.gradle проекта:

1. 1. В файл build.gradle проекта добавь зависимость:

«`groovy

implementation ‘net.zetetic:android-database-sqlcipher:4.4.2’

1. 2. Изменить класс унаследованный от SQLiteOpenHelper на net.sqlcipher.database.SQLiteOpenHelper.

После этих шагов база данных SQLite будет зашифрована при создании или открытии.

При шифровании и дешифровании данных можно использовать следующий код:

1. 1. Загрузка библиотеки SQLCipher:

«`java

SQLiteDatabase.loadLibs(context);

1. 2. Открытие или создание базы данных с использованием ключа:

«`java

SQLiteDatabase database = SQLiteDatabase.openOrCreateDatabase(databasePath, key, null, null);

1. 3. Шифрование данных при записи:

«`java

ContentValues values = new ContentValues();

values.put(«column_name», EncryptUtil.encrypt(data, key, iv));

database.insert(«table_name», null, values);

1. 4. Расшифровка данных при чтении:

«`java

Cursor cursor = database.query(«table_name», null, null, null, null, null, null);

while(cursor.moveToNext()) {

String encryptedData = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(«column_name»));

String decryptedData = EncryptUtil.decrypt(encryptedData, key, iv);

}

В данном примере EncryptUtil — это класс, реализующий методы шифрования и дешифрования данных с использованием алгоритма AES 128, ключа и вектора инициализации.

В результате выполнения этих шагов база данных SQLite будет зашифрована и только приложение с использованием правильного ключа сможет прочитать и отобразить данные.

Добавление библиотеки для шифрования

Для шифрования базы данных SQLite на Android с помощью AES 128 необходимо добавить соответствующую библиотеку в проект.

Одной из популярных библиотек для этой цели является SQLCipher. Она предоставляет надежное и простое в использовании API для шифрования баз данных SQLite.

Для добавления SQLCipher в проект необходимо выполнить следующие шаги:

implementation 'net.zetetic:android-database-sqlcipher:4.4.0@aar'

3. Сохранить файл «build.gradle».

Теперь SQLCipher успешно добавлена в проект и готова к использованию для шифрования базы данных SQLite.

Создание класса для управления шифрованием

Для зашифрования базы данных SQLite на Android с помощью AES 128 нам потребуется создать класс, который будет отвечать за управление этим процессом. Ниже приведен пример такого класса:

public class DatabaseEncryptor {private static final String ENCRYPTION_ALGORITHM = "AES";private static final String CIPHER_TRANSFORMATION = "AES/CBC/PKCS7Padding";private static final String SECRET_KEY_ALGORITHM = "PBKDF2WithHmacSHA1";private static final String SECRET_KEY_PASSWORD = "mySecretKeyPassword";private static final int ITERATION_COUNT = 1000;private static final int KEY_SIZE = 256;private Context mContext;public DatabaseEncryptor(Context context) {mContext = context;}public void encryptDatabase(String databaseName) {try {SQLiteDatabase database = mContext.openOrCreateDatabase(databaseName, Context.MODE_PRIVATE, null);SQLiteOpenHelper helper = new SQLiteOpenHelper(mContext, databaseName, null, 1) {@Overridepublic void onCreate(SQLiteDatabase db) {}@Overridepublic void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {}};String key = generateSecretKey();String encryptedDatabasePath = mContext.getDatabasePath(databaseName).getPath() + ".encrypted";database.rawExecSQL("ATTACH DATABASE '" + encryptedDatabasePath + "' AS encrypted KEY '" + key + "'");database.rawExecSQL("SELECT sqlcipher_export('encrypted')");database.rawExecSQL("DETACH DATABASE encrypted");database.close();File originalDatabaseFile = mContext.getDatabasePath(databaseName);File encryptedDatabaseFile = new File(encryptedDatabasePath);if (originalDatabaseFile.exists() && encryptedDatabaseFile.exists()) {originalDatabaseFile.delete();encryptedDatabaseFile.renameTo(originalDatabaseFile);}helper.setWriteAheadLoggingEnabled(true);SQLiteDatabase.enableWriteAheadLogging();database = helper.getWritableDatabase(key);database.setVersion(database.getVersion());database.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}public void decryptDatabase(String databaseName) {try {SQLiteDatabase database = mContext.openOrCreateDatabase(databaseName, Context.MODE_PRIVATE, null);SQLiteOpenHelper helper = new SQLiteOpenHelper(mContext, databaseName, null, 1) {@Overridepublic void onCreate(SQLiteDatabase db) {}@Overridepublic void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {}};String key = generateSecretKey();String decryptedDatabasePath = mContext.getDatabasePath(databaseName).getPath() + ".decrypted";database.rawExecSQL("ATTACH DATABASE '" + decryptedDatabasePath + "' AS decrypted KEY '" + key + "'");database.rawExecSQL("SELECT sqlcipher_export('decrypted')");database.rawExecSQL("DETACH DATABASE decrypted");database.close();File originalDatabaseFile = mContext.getDatabasePath(databaseName);File decryptedDatabaseFile = new File(decryptedDatabasePath);if (originalDatabaseFile.exists() && decryptedDatabaseFile.exists()) {originalDatabaseFile.delete();decryptedDatabaseFile.renameTo(originalDatabaseFile);}helper.setWriteAheadLoggingEnabled(true);SQLiteDatabase.enableWriteAheadLogging();database = helper.getWritableDatabase(key);database.setVersion(database.getVersion());database.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}private String generateSecretKey() throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {PBEKeySpec pbeKeySpec = new PBEKeySpec(SECRET_KEY_PASSWORD.toCharArray(), generateSalt(), ITERATION_COUNT, KEY_SIZE);SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(SECRET_KEY_ALGORITHM);SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(pbeKeySpec);return Base64.encodeToString(secretKey.getEncoded(), Base64.DEFAULT);}private byte[] generateSalt() {SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();byte[] salt = new byte[16];secureRandom.nextBytes(salt);return salt;}}

Этот класс содержит два метода: encryptDatabase() и decryptDatabase(), которые выполняют соответствующие операции шифрования и дешифрования базы данных.

В методе encryptDatabase() мы открываем базу данных и создаем новый экземпляр класса SQLiteOpenHelper для работы с базой данных. Затем мы генерируем секретный ключ с помощью метода generateSecretKey() и создаем зашифрованную копию базы данных с помощью команд SQLCipher. После этого мы заменяем оригинальную базу данных зашифрованной копией, включаем опцию WriteAheadLogging и открываем базу данных для дальнейшей работы с ней.

Метод decryptDatabase() выполняет обратные действия: открывает базу данных, создает новый экземпляр класса SQLiteOpenHelper, генерирует секретный ключ, создает дешифрованную копию базы данных, заменяет оригинальную базу данных дешифрованной копией и открывает базу данных для дальнейшей работы.

Класс DatabaseEncryptor требует контекста при создании, что позволяет ему получить доступ к базе данных и другим системным ресурсам. Также в классе определены некоторые константы, такие как алгоритм шифрования, метод преобразования шифра, алгоритм формирования секретного ключа и пароль для генерации ключа.

Обратите внимание, что включение и выключение режима WriteAheadLogging может быть необязательным в зависимости от ваших потребностей. Вы можете решить, оставить или удалить соответствующие строки кода.

Настройка базы данных

Перед тем как зашифровывать базу данных SQLite на Android с помощью AES 128, необходимо выполнить несколько настроек:

1. Создание базы данных:

Создайте новый объект класса SQLiteDatabase или используйте существующую базу данных. Для создания новой базы данных можно воспользоваться конструктором класса SQLiteOpenHelper, передав ему контекст приложения и имя базы данных. Если база данных уже существует, то объект класса SQLiteDatabase можно получить с помощью метода getWritableDatabase() или getReadableDatabase().

2. Создание таблиц:

Для хранения данных в базе данных SQLite необходимо создать таблицы. Каждая таблица представляет собой отдельную сущность, у которой есть свои поля и типы данных. Для создания таблицы используйте SQL-запрос CREATE TABLE, указав имя таблицы и список полей.

3. Добавление данных:

Чтобы добавить данные в таблицу, используйте методы класса SQLiteDatabase, такие как insert(). Передайте имя таблицы, в которую хотите вставить данные, и ContentValues — объект, содержащий пары «имя столбца — значение».

4. Получение данных:

Для получения данных из таблицы используйте методы класса SQLiteDatabase, такие как query(). Передайте имя таблицы, список возвращаемых столбцов и условия выборки. Результат полученного запроса будет представлен в виде объекта класса Cursor.

По завершении настройки базы данных и заполнении ее данными можно приступить к зашифровке с помощью AES 128.