利用 Qt 插件和 SQLCipher 实现 SQLite 数据库加密与解密
SQLite 作为一种轻量级的数据库，被广泛应用于各种桌面和移动应用中。然而，SQLite 本身并不支持数据加密，这时 SQLCipher 成为一个理想的解决方案。本文将详细先容怎样在 Qt 项目中集成 SQLCipher，实现 SQLite 数据库的加密与解密，包罗创建加密数据库、插入数据以及查询数据的完整流程。目次
[*]简介
[*]前置条件
[*]项目配置
[*]代码实现
[*]创建加密数据库并插入数据
[*]读取加密数据库并查询数据
[*]常见题目与解决
[*]总结
简介
SQLCipher 是一个开源的扩展，提供了透明的 AES-256 加密功能，使得 SQLite 数据库文件的内容能够被加密息争密。通过将 SQLCipher 与 Qt 联合利用，开辟者可以轻松地在 Qt 应用中实现数据加密，确保敏感信息的安全性。
前置条件
在开始之前，请确保您的开辟情况满足以下条件：
[*]Qt 开辟情况：建议利用 Qt 5 或 Qt 6。
[*]SQLCipher 库：必要编译或安装 SQLCipher，并确保其与 Qt 兼容。
[*]C++ 基础知识：相识基本的 C++ 和 Qt 编程。
项目配置
1. 安装 SQLCipher
首先，必要在系统中安装 SQLCipher。可以通过以下方式举行安装：
[*] 利用包管理器：
[*] Windows：建议利用 vcpkg 安装 SQLCipher。
[*] macOS：
brew install sqlcipher
[*] Linux：
sudo apt-get install sqlcipher
[*] 从源代码编译：
访问 SQLCipher GitHub 页面，按照说明举行编译。
2. 配置 Qt 项目
创建一个新的 Qt 控制台应用项目，或在现有项目中举行配置。
在项目标 .pro 文件中添加以下内容，以确保链接 SQLCipher 和 Qt SQL 模块：
QT += core sql
CONFIG += console c++11
# 根据实际安装路径配置 SQLCipher 库
INCLUDEPATH += /usr/local/include
LIBS += -L/usr/local/lib -lsqlcipher
注意：请根据您的系统和 SQLCipher 的安装路径调整 INCLUDEPATH 和 LIBS。
代码实现
以下是一个完整的 Qt 控制台应用程序示例，演示怎样利用 SQLCipher 创建加密数据库、插入数据以及读取数据。
创建加密数据库并插入数据
#include <QtSql>
#include <QCoreApplication>
#include <QStandardPaths>
#include <QDir>
#include <QFile>
#include <QDebug>
// 定义加密密钥
const QString DB_PASSWORD = "pass";
// 定义数据库文件名
const QString DB_FILENAME = "local.db";
// 定义表名和示例数据
const QString TABLE_NAME = "test";
const QList<QPair<int, QString>> SAMPLE_DATA = {
{1, "AAA"},
{2, "BBB"},
{3, "CCC"},
{4, "DDD"},
{5, "EEE"},
{6, "FFF"},
{7, "GGG"}
};
// 函数声明
bool createAndInsertData(const QString &dbPath);
bool readData(const QString &dbPath);
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication app(argc, argv);
// 获取数据库文件路径
QString dir = QStandardPaths::writableLocation(QStandardPaths::DocumentsLocation);
QString dbPath = QDir(dir).absoluteFilePath(DB_FILENAME);
qDebug() << "DB File Path is:" << dbPath;
// 检查数据库文件是否存在
bool dbExists = QFile::exists(dbPath);
if (!dbExists) {
qDebug() << "数据库不存在，正在创建并插入数据...";
if (!createAndInsertData(dbPath)) {
qDebug() << "创建数据库或插入数据失败。";
return -1;
}
qDebug() << "数据库创建并成功插入数据。";
} else {
qDebug() << "数据库已存在，跳过创建步骤。";
}
// 读取数据
qDebug() << "正在读取数据库中的数据...";
if (!readData(dbPath)) {
qDebug() << "读取数据库数据失败。";
return -1;
}
qDebug() << "数据读取成功。";
return 0;
}
/**
* @brief 创建加密数据库并插入数据
* @param dbPath 数据库文件路径
* @return 成功返回 true，否则返回 false
*/
bool createAndInsertData(const QString &dbPath)
{
// 添加 SQLITECIPHER 驱动
QSqlDatabase db = QSqlDatabase::addDatabase("SQLITECIPHER", "create_connection");
db.setDatabaseName(dbPath);
db.setPassword(DB_PASSWORD);
db.setConnectOptions("QSQLITE_USE_CIPHER=aes256cbc;"); // 使用 AES-256-CBC 加密
if (!db.open()) {
qDebug() << "打开数据库失败（创建）:" << db.lastError().text();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return false;
}
qDebug() << "数据库已打开，用于创建和插入数据。";
QSqlQuery query(db);
// 创建表
QString createTableSQL = QString("CREATE TABLE %1 (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT);").arg(TABLE_NAME);
if (!query.exec(createTableSQL)) {
qDebug() << "创建表失败:" << query.lastError().text();
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return false;
}
qDebug() << "表创建成功。";
// 插入数据
query.prepare(QString("INSERT INTO %1 (id, name) VALUES (:id, :name);").arg(TABLE_NAME));
foreach (const QPair<int, QString> &entry, SAMPLE_DATA) {
query.bindValue(":id", entry.first);
query.bindValue(":name", entry.second);
if (!query.exec()) {
qDebug() << "插入数据失败 (" << entry.first << "," << entry.second << "):" << query.lastError().text();
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return false;
}
}
qDebug() << "数据插入成功。";
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return true;
}
读取加密数据库并查询数据
/**
* @brief 读取加密数据库中的数据
* @param dbPath 数据库文件路径
* @return 成功返回 true，否则返回 false
*/
bool readData(const QString &dbPath)
{
// 添加 SQLITECIPHER 驱动
QSqlDatabase db = QSqlDatabase::addDatabase("SQLITECIPHER", "create_connection");
db.setDatabaseName(dbPath);
db.setPassword(DB_PASSWORD);
db.setConnectOptions("QSQLITE_USE_CIPHER=aes256cbc;"); // 使用 AES-256-CBC 加密
if (!db.open()) {
qDebug() << "打开数据库失败（读取）:" << db.lastError().text();
QSqlDatabase::removeDatabase("read_connection");
return false;
}
qDebug() << "数据库已打开，用于读取数据。";
QSqlQuery query(db);
// 验证 SQLCipher 版本（可选）
if (query.exec("PRAGMA cipher_version;")) {
if (query.next()) {
QString cipher_version = query.value(0).toString();
qDebug() << "SQLCipher 版本:" << cipher_version;
} else {
qDebug() << "无法获取 SQLCipher 版本。";
}
} else {
qDebug() << "执行 PRAGMA cipher_version 失败:" << query.lastError().text();
}
// 查询数据
QString selectSQL = QString("SELECT id, name FROM %1 ORDER BY id;").arg(TABLE_NAME);
if (!query.exec(selectSQL)) {
qDebug() << "执行 SELECT 查询失败:" << query.lastError().text();
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("read_connection");
return false;
}
// 读取并输出数据
while (query.next()) {
int id = query.value(0).toInt();
QString name = query.value(1).toString();
qDebug() << id << ":" << name;
}
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("read_connection");
return true;
}
完整代码汇总
将上述两个函数和 main 函数归并，即可得到一个完整的示例程序：
#include <QtSql>
#include <QCoreApplication>
#include <QStandardPaths>
#include <QDir>
#include <QFile>
#include <QDebug>
// 定义加密密钥
const QString DB_PASSWORD = "pass";
// 定义数据库文件名
const QString DB_FILENAME = "local.db";
// 定义表名和示例数据
const QString TABLE_NAME = "test";
const QList<QPair<int, QString>> SAMPLE_DATA = {
{1, "AAA"},
{2, "BBB"},
{3, "CCC"},
{4, "DDD"},
{5, "EEE"},
{6, "FFF"},
{7, "GGG"}
};
// 函数声明
bool createAndInsertData(const QString &dbPath);
bool readData(const QString &dbPath);
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication app(argc, argv);
// 获取数据库文件路径
QString dir = QStandardPaths::writableLocation(QStandardPaths::DocumentsLocation);
QString dbPath = QDir(dir).absoluteFilePath(DB_FILENAME);
qDebug() << "DB File Path is:" << dbPath;
// 检查数据库文件是否存在
bool dbExists = QFile::exists(dbPath);
if (!dbExists) {
qDebug() << "数据库不存在，正在创建并插入数据...";
if (!createAndInsertData(dbPath)) {
qDebug() << "创建数据库或插入数据失败。";
return -1;
}
qDebug() << "数据库创建并成功插入数据。";
} else {
qDebug() << "数据库已存在，跳过创建步骤。";
}
// 读取数据
qDebug() << "正在读取数据库中的数据...";
if (!readData(dbPath)) {
qDebug() << "读取数据库数据失败。";
return -1;
}
qDebug() << "数据读取成功。";
return 0;
}
/**
* @brief 创建加密数据库并插入数据
* @param dbPath 数据库文件路径
* @return 成功返回 true，否则返回 false
*/
bool createAndInsertData(const QString &dbPath)
{
// 添加 SQLITECIPHER 驱动
QSqlDatabase db = QSqlDatabase::addDatabase("SQLITECIPHER", "create_connection");
db.setDatabaseName(dbPath);
db.setPassword(DB_PASSWORD);
db.setConnectOptions("QSQLITE_USE_CIPHER=aes256cbc;"); // 使用 AES-256-CBC 加密
if (!db.open()) {
qDebug() << "打开数据库失败（创建）:" << db.lastError().text();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return false;
}
qDebug() << "数据库已打开，用于创建和插入数据。";
QSqlQuery query(db);
// 创建表
QString createTableSQL = QString("CREATE TABLE %1 (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT);").arg(TABLE_NAME);
if (!query.exec(createTableSQL)) {
qDebug() << "创建表失败:" << query.lastError().text();
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return false;
}
qDebug() << "表创建成功。";
// 插入数据
query.prepare(QString("INSERT INTO %1 (id, name) VALUES (:id, :name);").arg(TABLE_NAME));
foreach (const QPair<int, QString> &entry, SAMPLE_DATA) {
query.bindValue(":id", entry.first);
query.bindValue(":name", entry.second);
if (!query.exec()) {
qDebug() << "插入数据失败 (" << entry.first << "," << entry.second << "):" << query.lastError().text();
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return false;
}
}
qDebug() << "数据插入成功。";
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("create_connection");
return true;
}
/**
* @brief 读取加密数据库中的数据
* @param dbPath 数据库文件路径
* @return 成功返回 true，否则返回 false
*/
bool readData(const QString &dbPath)
{
// 添加 SQLITECIPHER 驱动
QSqlDatabase db = QSqlDatabase::addDatabase("SQLITECIPHER", "create_connection");
db.setDatabaseName(dbPath);
db.setPassword(DB_PASSWORD);
db.setConnectOptions("QSQLITE_USE_CIPHER=aes256cbc;"); // 使用 AES-256-CBC 加密
if (!db.open()) {
qDebug() << "打开数据库失败（读取）:" << db.lastError().text();
QSqlDatabase::removeDatabase("read_connection");
return false;
}
qDebug() << "数据库已打开，用于读取数据。";
QSqlQuery query(db);
// 验证 SQLCipher 版本（可选）
if (query.exec("PRAGMA cipher_version;")) {
if (query.next()) {
QString cipher_version = query.value(0).toString();
qDebug() << "SQLCipher 版本:" << cipher_version;
} else {
qDebug() << "无法获取 SQLCipher 版本。";
}
} else {
qDebug() << "执行 PRAGMA cipher_version 失败:" << query.lastError().text();
}
// 查询数据
QString selectSQL = QString("SELECT id, name FROM %1 ORDER BY id;").arg(TABLE_NAME);
if (!query.exec(selectSQL)) {
qDebug() << "执行 SELECT 查询失败:" << query.lastError().text();
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("read_connection");
return false;
}
// 读取并输出数据
while (query.next()) {
int id = query.value(0).toInt();
QString name = query.value(1).toString();
qDebug() << id << ":" << name;
}
db.close();
QSqlDatabase::removeDatabase("read_connection");
return true;
}
运行结果
假设 local.db 文件之前不存在，运行程序后将输出如下内容：
DB File Path is: "C:/Users/用户名/Documents/local.db"
数据库不存在，正在创建并插入数据...
数据库已打开，用于创建和插入数据。
表创建成功。
数据插入成功。
数据库创建并成功插入数据。
正在读取数据库中的数据...
数据库已打开，用于读取数据。
SQLCipher 版本: "4.5.0"
1 : "AAA"
2 : "BBB"
3 : "CCC"
4 : "DDD"
5 : "EEE"
6 : "FFF"
7 : "GGG"
数据读取成功。
常见题目与解决
1. 数据库打开失败，体现“file is not a database”
原因：解密密钥不精确或加密参数不匹配。
解决方法：
[*]确保在打开数据库时利用的暗码与创建时同等。
[*]确保加密算法和参数（如 QSQLITE_USE_CIPHER）同等。
[*]检查 SQLCipher 插件是否精确加载。
2. 无法加载 SQLITECIPHER 驱动
原因：驱动未精确编译或路径配置错误。
解决方法：
[*]确保 SQLCipher 驱动已精确编译并与 Qt 版本兼容。
[*]检查驱动插件路径是否在 Qt 的插件搜索路径中。
[*]利用 qDebug() << QSqlDatabase::drivers(); 查看可用驱动，确认 SQLITECIPHER 是否存在。
3. 插入或查询数据失败
原因：表未精确创建、SQL 语句有误或加密设置不妥。
解决方法：
[*]检查表名和字段是否精确。
[*]利用 SQL 工具（如 sqlcipher 下令行工具）验证数据库内容。
[*]确认 SQL 语句的语法精确。
总结
在实际应用中，建议进一步优化暗码管理机制，制止将暗码硬编码在代码中，可以考虑利用更安全的存储方式。别的，根据具体需求，您还可以探索 SQLCipher 提供的更多高级功能，如动态更改暗码、密钥派生等。
如果在集成过程中遇到任何题目，欢迎参考 SQLCipher 的官方文档或社区资源，以得到更多支持。
参考
带有加密功能的 SQLite Qt 插件（v1.0）
QtCipherSqlitePlugin插件利用 (2)
GitHub - devbean/QtCipherSqlitePlugin
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