数据存储安全：SharedPreferences、SQLite、File 的加密与权限控制

大家好，我是你们的老朋友。今天我们来聊聊 Android 数据存储安全。说实话，这块内容看起来基础，但坑特别多。我见过太多应用因为存储不当，导致用户隐私数据裸奔。嗯，咱们今天就把 SharedPreferences、SQLite 和 File 存储的加密与权限控制彻底讲透。

一、SharedPreferences：别把敏感数据当明文存

SharedPreferences 是 Android 最常用的轻量级存储方案。但很多人不知道，它默认是明文存储的。你想想看，如果手机被 root 了，或者有恶意应用通过 ADB 备份，你的 token、密码就全暴露了。

我个人习惯的做法是：敏感数据绝对不用明文存。比如用户登录后的 token、支付密码等，必须加密后再写入。

加密方案：EncryptedSharedPreferences

Android Jetpack 提供了 EncryptedSharedPreferences，它使用 AES256 加密 key，AES256-GCM 加密 value。我建议你直接用它，别自己造轮子。

// 初始化加密的 SharedPreferences
MasterKey masterKey = new MasterKey.Builder(context)
        .setKeyScheme(MasterKey.KeyScheme.AES256_GCM)
        .build();

SharedPreferences sharedPreferences = EncryptedSharedPreferences.create(
        context,
        "secure_prefs",
        masterKey,
        EncryptedSharedPreferences.PrefKeyEncryptionScheme.AES256_SIV,
        EncryptedSharedPreferences.PrefValueEncryptionScheme.AES256_GCM
);

// 写入加密数据
sharedPreferences.edit().putString("user_token", "your_token_here").apply();

// 读取加密数据
String token = sharedPreferences.getString("user_token", null);

我曾经在项目中遇到过一个问题：某个同事把用户的身份证号直接存到普通 SharedPreferences 里。结果测试时发现，通过 adb shell 就能看到明文数据。后来我们全部迁移到了 EncryptedSharedPreferences，才解决了这个隐患。

二、SQLite 数据库：加密与权限控制

SQLite 是 Android 本地数据库的标配。但默认情况下，数据库文件也是明文存储的。如果你的应用存储了聊天记录、通讯录等敏感数据，不加密就等于裸奔。

2.1 数据库文件权限

默认创建的数据库文件权限是 660，只有应用自身和同 UID 的应用可以访问。但如果你使用了 MODE_WORLD_READABLE 或 MODE_WORLD_WRITEABLE（已废弃），那就危险了。

// 错误示例：不要这样做！
SQLiteDatabase db = openOrCreateDatabase("mydb.db", MODE_WORLD_READABLE, null);

// 正确做法：使用默认的 MODE_PRIVATE
SQLiteDatabase db = openOrCreateDatabase("mydb.db", MODE_PRIVATE, null);

2.2 数据库加密：SQLCipher

SQLCipher 是 SQLite 的加密扩展，它使用 AES256 加密整个数据库文件。我建议所有存储敏感数据的应用都使用它。

// 使用 SQLCipher 打开加密数据库
SQLiteDatabase database = SQLiteDatabase.openOrCreateDatabase(
        databaseFile,
        "your_password_here",
        null
);

// 创建表
database.execSQL("CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, phone TEXT)");

// 插入数据
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("name", "张三");
values.put("phone", "13800138000");
database.insert("users", null, values);

我记得有一次做安全审计，发现某个金融类应用把数据库密码写在了 BuildConfig 里。反编译后直接就能拿到密码。嗯，这种错误太低级了，但确实有人犯。

2.3 数据库内容加密

除了整个数据库加密，你还可以对敏感字段单独加密。比如用户的手机号、身份证号，可以在写入前用 AES 加密，读取时再解密。

// 对敏感字段单独加密
public void savePhoneNumber(String phone) {
    String encryptedPhone = AESUtils.encrypt(phone, secretKey);
    ContentValues values = new ContentValues();
    values.put("phone", encryptedPhone);
    database.insert("users", null, values);
}

public String getPhoneNumber(int userId) {
    Cursor cursor = database.query("users", new String[]{"phone"}, "id=?", new String[]{String.valueOf(userId)}, null, null, null);
    if (cursor.moveToFirst()) {
        String encryptedPhone = cursor.getString(0);
        return AESUtils.decrypt(encryptedPhone, secretKey);
    }
    return null;
}

三、File 存储：内部存储 vs 外部存储

文件存储是 Android 最灵活的存储方式，但也是最容易出问题的。我见过太多应用把敏感数据存到外部存储，结果被其他应用随意读取。

3.1 内部存储

内部存储的文件默认只能被当前应用访问。路径是 /data/data/包名/files/。这是最安全的存储位置。

// 写入内部存储
File file = new File(context.getFilesDir(), "secret.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
fos.write("敏感数据".getBytes());
fos.close();

// 读取内部存储
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
byte[] data = new byte[fis.available()];
fis.read(data);
fis.close();

3.2 外部存储

外部存储的文件默认是全局可读的。如果你把敏感数据存到外部存储，任何应用都可以读取。除非你使用 Context.getExternalFilesDir()，它会在外部存储的应用私有目录下创建文件，权限相对安全。

3.3 文件加密

对于内部存储的文件，我建议也进行加密。因为如果手机被 root，内部存储的文件同样可以被读取。

// 使用 AES 加密文件内容
public void saveEncryptedFile(Context context, String fileName, String data) {
    try {
        File file = new File(context.getFilesDir(), fileName);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(secretKey, "AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes());
        
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
        fos.write(encryptedData);
        fos.close();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

四、知识体系总览

下面这张图总结了本章的核心内容。你可以看到，数据存储安全主要围绕三个维度：加密、权限控制和存储位置选择。

五、避坑指南

最后，我总结几个常见的坑，都是我曾经踩过的：

• 坑一：把数据库密码写在代码里。反编译后直接暴露。解决方案：从服务器动态获取或使用 Keystore。
• 坑二：使用 MODE_WORLD_READABLE 共享文件。这等于把数据送给所有应用。解决方案：使用 ContentProvider。
• 坑三：外部存储存敏感数据。即使使用 getExternalFilesDir()，在 Android 10 以下仍然有风险。解决方案：敏感数据一律用内部存储。
• 坑四：自己实现加密算法。很多人用简单的 XOR 或 Base64 伪装加密。这跟没加密一样。解决方案：使用成熟的加密库。

好了，今天的内容就到这里。数据存储安全是 Android 安全的基础，但也是最容易被忽视的。希望你能把这些原则应用到实际项目中，别让用户的数据裸奔。

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