Android中是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的，相信很多沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無(wú)策，為此本文總結(jié)了問(wèn)題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過(guò)這篇文章希望你能解決這個(gè)問(wèn)題。
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存儲(chǔ)數(shù)據(jù)最直接的方法就是以文件的形式保存在手機(jī)中，Android開(kāi)發(fā)主要基于Java語(yǔ)言，因此，在文件讀寫(xiě)等基本操作相同，文件操作和數(shù)據(jù)流來(lái)源于java.IO.*，但是對(duì)于Android而言，開(kāi)發(fā)者需要注意一下幾點(diǎn)：
1、文件目錄 Android權(quán)限管理中各個(gè)應(yīng)用程序有獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下：
2、常見(jiàn)文件目錄及路徑
/data/data/(packageName)/cache目錄 應(yīng)用緩存文件，目錄獲取方法：File cache = getCacheDir()
/data/data/(packageName)/files目錄，即應(yīng)用一般文件，目錄獲取方法：File file = getFilesDir()
/data/data/(packageName)/shared_prefs目錄，存放應(yīng)用SharedPreference文件目錄位置
/data/data/(packageName)/databases目錄，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)目錄（SQLite）
/storage/emulated/0/sdcard內(nèi)置sd卡目錄，獲取方法：String sdcard = getInnerSDCardPath()
/storage/extSdCard外置sd卡目錄，獲取方法：String exsdcard = Environment.getExternalStorageDirectory().getPath()
在Android手機(jī)中，獲取默認(rèn)sd卡目錄方法明確，但是由于Android手機(jī)本身不一定支持外置sd卡，或者有/沒(méi)有插入外置sd卡，因此在獲取外sd卡時(shí)需要留心有坑，一是避免異常，二是分清內(nèi)置和外置。
關(guān)鍵：位置。通過(guò)文件保存用戶(hù)或者應(yīng)用數(shù)據(jù)時(shí)，首先要遵循Android開(kāi)發(fā)的規(guī)則，在應(yīng)用目錄中根據(jù)文件的類(lèi)型選擇保存的外置。在sd卡中存放時(shí)，避免直接保存在根目錄下，這樣做是避免造成用戶(hù)手機(jī)文件管理的混亂；二是避免文件被修改、刪除等。
Android 數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLite，SQLite 是一款內(nèi)置到移動(dòng)設(shè)備上的輕量型的數(shù)據(jù)庫(kù)，是遵守ACID（原子性、一致性、隔離性、持久性）的關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。Android開(kāi)發(fā)中可以通過(guò)SQLiteOpenHelper或者自定義類(lèi)SQLiteOpenHelper來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)查詢(xún)修改的功能。此外SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)支持加密操作，通過(guò)sqlite3.exe或者SQLiteConnection均可對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行加密操作。SQLiteEncrypt、SQLiteCrypt、SQLCipher等工具提供對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的加密操作，但是前兩個(gè)需要收費(fèi)，SQLCipher是開(kāi)源工具，GitHub地址為： SQLCipher；通過(guò)SQLiteConnection類(lèi)加密方法如下：
重慶分公司
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SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection("Data Source=TestDatabase.sqlite;Version=3;"); conn.SetPassword("password"); conn.open();SharedPreferences存儲(chǔ)方式是Android中存儲(chǔ)輕量級(jí)數(shù)據(jù)的一種方式,內(nèi)部以Map方式進(jìn)行存儲(chǔ)，保存的數(shù)據(jù)以xml格式存放在本地的/data/data/(packagename)/shared_prefs文件夾下。SharedPreference
SharedPreferences pref = getSharedPreferences("test", MODE_PRIVATE); SharedPreferences.Editor editor=pref.edit(); SharedPreferences.Editor editor=pref.edit();editor.putString("name", "root");//保存字符串 editor.putInt("age", 12);//保存整型數(shù)據(jù) editor.commit(); //putXXX 方法中第一個(gè)參數(shù)是key，第二參數(shù)為valueSharedPreferences pref = getSharedPreferences(“setting”, 0);
pref.getInt("key_name", -1); // getting Integer pref.getFloat("key_name", null); // getting Float pref.getLong("key_name", null); // getting Long //getXXX方法第一個(gè)參數(shù)表示key名稱(chēng)，第二個(gè)表示value默認(rèn)值DES，對(duì)稱(chēng)加密，同理有3DES，3DES在DES的基礎(chǔ)上進(jìn)行3重加密，以犧牲效率來(lái)提高加密安全性。
//DES加密[] encrypt([] data,String key){
{
[] bkey = key.getBytes();
// 初始化向量IvParameterSpec iv = IvParameterSpec(bkey);
DESKeySpec desKey = DESKeySpec(bkey);
// 創(chuàng)建密匙工廠，把DESKeySpec轉(zhuǎn)換成securekey
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance();
SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
Cipher cipher = Cipher.getInstance();
// 用密匙初始化Cipher對(duì)象cipher.init(Cipher., securekey, iv);
// 現(xiàn)在，獲取數(shù)據(jù)并加密
// 加密操作cipher.doFinal(data);
} (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
;
}//DES解密[] decrypt([] src, String key) Exception {
[] bkey = key.getBytes();
// 初始化向量IvParameterSpec iv = IvParameterSpec(bkey);
// 創(chuàng)建一個(gè)DESKeySpec對(duì)象DESKeySpec desKey = DESKeySpec(bkey);
// 創(chuàng)建密匙工廠SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance();
// 把DESKeySpec對(duì)象轉(zhuǎn)換成SecretKey對(duì)象SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
// Cipher對(duì)象實(shí)際完成解密操作Cipher cipher = Cipher.getInstance();
// 用密匙初始化Cipher對(duì)象cipher.init(Cipher., securekey, iv);
// 真正開(kāi)始解密操作cipher.doFinal(src);
}AES 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)替代DES的對(duì)稱(chēng)加密算法
//AES 加密[] encrypt([] data, [] key) {
{
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance();// 創(chuàng)建AES的Key生產(chǎn)者kgen.init(128, SecureRandom(key));// 128位的key生產(chǎn)者SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根據(jù)key生成密鑰[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本編碼格式的密鑰SecretKeySpec aesKey = SecretKeySpec(enCodeFormat, );// 轉(zhuǎn)換為AES密鑰Cipher cipher = Cipher.getInstance();// 創(chuàng)建密碼器cipher.init(Cipher., aesKey);// 初始化為加密模式的密碼器
// 加密cipher.doFinal(data);
}(NoSuchAlgorithmException e){
e.printStackTrace();
} (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}(InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
} (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
} (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
;
}//AES 解密[] decrypt([] data, [] key) {
{
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance();// 創(chuàng)建AES的Key生產(chǎn)者kgen.init(128, SecureRandom(key));
SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根據(jù)用戶(hù)密碼，生成一個(gè)密鑰[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本編碼格式的密鑰SecretKeySpec aesKey = SecretKeySpec(enCodeFormat, );// 轉(zhuǎn)換為AES專(zhuān)用密鑰Cipher cipher = Cipher.getInstance();// 創(chuàng)建密碼器cipher.init(Cipher., aesKey);// 初始化為解密模式的密碼器
//解密cipher.doFinal(data);
} (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
} (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
} (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
} (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
} (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
;
}對(duì)稱(chēng)加密特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)效率快，但是由于加/解密密鑰相同，在密鑰保存、分發(fā)、安全各方面出現(xiàn)許多問(wèn)題，例如密鑰管理，密鑰泄露。基于此，將加密密鑰和解密密鑰分開(kāi)，形成客戶(hù)端端使用公鑰加密，服務(wù)端用私鑰解密的非對(duì)稱(chēng)加密，將加解密密鑰分開(kāi)，加密密鑰不必?fù)?dān)心泄露風(fēng)險(xiǎn)。常用的非對(duì)稱(chēng)加密算法如RSA。
RSA加解密實(shí)現(xiàn)
// 生成 public and private keysKeyPair buildKeyPair() NoSuchAlgorithmException {
keySize = 2048;
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance();
keyPairGenerator.initialize(keySize);
keyPairGenerator.genKeyPair();
}
//RSA 加密 [] encrypt(PrivateKey privateKey, [] data) Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance();
cipher.init(Cipher., privateKey);
//加密cipher.doFinal(data);
}
//RSA 解密 [] decrypt(PublicKey publicKey, [] enData) Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance();
cipher.init(Cipher., publicKey);
//解密cipher.doFinal(enData);
}在常用數(shù)據(jù)加密方法中，通常也會(huì)遇到md5、sha-256算法等，但是這些算法是明文的hash值，哈希算法和加密算法的本質(zhì)是是否可逆，即由密文通過(guò)運(yùn)算得到明文。特別注意，base64編碼是一種編碼格式，除了增加可讀性難度沒(méi)有任何安全性。
在上文中介紹了常用的Android數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和加密算法，通過(guò)直觀的介紹進(jìn)入到Android存儲(chǔ)安全中，在實(shí)際的應(yīng)用中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性問(wèn)題是一個(gè)復(fù)制的系統(tǒng)性問(wèn)題，不僅僅表現(xiàn)在開(kāi)發(fā)中，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到編碼以及密鑰的生成和管理都會(huì)涉及到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全。
文件的隱藏 Android創(chuàng)建隱藏文件或者文件夾，在文件名或者文件夾名字前加一個(gè)“.”號(hào)即可（這里是英文輸入法下的.號(hào)），隱藏文件/文件夾可直接進(jìn)行讀寫(xiě)。這是一個(gè)容易被開(kāi)發(fā)者忽略的問(wèn)題，乍一看好像沒(méi)什么難度，問(wèn)題在于開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)視角問(wèn)題。由于Android手機(jī)默認(rèn)帶文件查看器，因此用戶(hù)可以輕松查看、修改sdcard目錄下的文件，當(dāng)使用隱藏文件是最大的作用是避免用戶(hù)誤操作。
密鑰的保存 如果將密鑰保存到手機(jī)文件中，或者通過(guò)硬編碼的方式寫(xiě)在代碼中，容易被逆向出來(lái)，在通常情況下，采用對(duì)稱(chēng)加密密鑰需要保存在用戶(hù)手機(jī)中，這和安全性想違背。通常最好的方式是不要保有密鑰，通過(guò)固定數(shù)據(jù)或者字符串做加密密鑰因子，例如用戶(hù)唯一賬號(hào)屬性等。
編碼方式 Android代碼主要有Java編碼，打包文件時(shí)Java代碼打包成dex文件防到安裝包文件中，但是dex文件容易被逆向回smali代碼或者Java文件。雖然目前混淆和加殼甚至是虛擬機(jī)保護(hù)（VMP）技術(shù)已經(jīng)很成熟，簡(jiǎn)單逆向工作無(wú)法獲取代碼邏輯和硬編碼字符串，但是Java代碼依然存在很高的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，將加解密相關(guān)操作通過(guò)Native代碼實(shí)現(xiàn)很有必要，不僅保證效率而且在so保護(hù)技術(shù)之上安全性更高。
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展，目前移動(dòng)應(yīng)用正在發(fā)生質(zhì)的改變。相比繁榮初始的粗狂、野蠻，現(xiàn)在的移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)始考慮安全和質(zhì)量，特別是當(dāng)前我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息安全的大形勢(shì)，數(shù)據(jù)安全關(guān)乎企業(yè)和應(yīng)用的生存的前提，保護(hù)應(yīng)用數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。在Android數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全中，由于Android系統(tǒng)的安全機(jī)制，用戶(hù)獲取root權(quán)限后可以訪問(wèn)手機(jī)所有目錄，包括應(yīng)用私有目錄，因此，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要考慮到一個(gè)白盒環(huán)境，或者非可信環(huán)境。這種情況下，數(shù)據(jù)加密的密鑰成為關(guān)鍵。一機(jī)一密、動(dòng)態(tài)密鑰、密鑰白盒等手段各有優(yōu)缺點(diǎn)。一機(jī)一密需要保護(hù)密鑰生成方法邏輯；動(dòng)態(tài)密鑰需要考慮密鑰時(shí)效性，有效性以及鏈路安全；密鑰白盒由于目前沒(méi)有廣泛認(rèn)可，在兼容性安全性方面有待考驗(yàn)。
看完上述內(nèi)容，你們掌握Android中是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！
