Sqlite 3.7.14.1 xxtea 加密算法

http://blog.csdn.net/wzq9706/article/details/8133314

最近在研空Sqlite加密算法,东拼西凑,还没研究出AES怎么用，欢迎指正,交流

1.从官方下载最新版本的Sqlite目前

www.sqlite.org

是:如sqlite-amalgamation-3071401.zip

2.在VS中添加一个空项目

3.解压sqlite-amalgamation-3071401.zip

复制出里面的sqlite3.h和sqlite3.c文件,放在工程目录中，并添加到工程

4.在工程中添加"sqlite3crypt.h",并添加以下代码

#ifndef  DCG_SQLITE_CRYPT_FUNC_
#define  DCG_SQLITE_CRYPT_FUNC_

//#ifdef SQLITE_HAS_CODEC

typedef unsigned char BYTE;
// 加密结构
#define CRYPT_OFFSET 8
typedef struct _CryptBlock {

	BYTE* ReadKey; // 读数据库和写入事务的密钥
	BYTE* WriteKey; // 写入数据库的密钥
	int PageSize; // 页的大小
	BYTE* Data;

} CryptBlock, *LPCryptBlock;

#ifndef DB_KEY_LENGTH_BYTE        // 密钥长度
#define DB_KEY_LENGTH_BYTE   16   // 密钥长度
#endif

#ifndef DB_KEY_PADDING            // 密钥位数不足时补充的字符
#define DB_KEY_PADDING       0x33 // 密钥位数不足时补充的字符
#endif

// 加密函数
int sqlite3_encrypt(unsigned char * pData, unsigned int data_len, unsigned char * key, unsigned int len_of_key);
 
// 解密函数
int sqlite3_dencrypt(unsigned char * pData, unsigned int data_len, unsigned char * key, unsigned int len_of_key);

// ===
// 被sqlite3调用的加/解密函数
void* sqlite3Codec(void *pArg, void *data, int nPageNum, int nMode);

// 释放而加/密内存的回调
void sqlite3CodecFree(void* arg);

// 验证密码接口
unsigned char* DeriveKey(const void *pKey, int nKeyLen);

// 创建或更新一个页的加密算法索引.此函数会申请缓冲区.
LPCryptBlock CreateCryptBlock(unsigned char* hKey, int nPageSize, LPCryptBlock pExisting);

//#endif // SQLITE_HAS_CODEC
#endif

5.在工程中添加"sqlite3crypt.c",并添加以下代码

#include "sqlite3crypt.h"
#include "sqlite3.h"
#include <memory.h>
#include <stdlib.h>

int xxtea( int * v, int n , int * k ) {  
	unsigned int z/*=v[n-1]*/, y=v[0], sum=0,  e,    DELTA=0x9e3779b9 ;  
	int m, p, q ;  
	if ( n>1) {  
		/* Coding Part */  
		z = v[n-1];  
		q = 6+52/n ;  
		while ( q-- > 0 ) {  
			sum += DELTA ;  
			e = sum >> 2&3 ;  
			for ( p = 0 ; p < n-1 ; p++ ){  
				y = v[p+1],  
					z = v[p] += (z>>5^y<<2)+(y>>3^z<<4)^(sum^y)+(k[p&3^e]^z);  
			}  
			y = v[0] ;  
			z = v[n-1] += (z>>5^y<<2)+(y>>3^z<<4)^(sum^y)+(k[p&3^e]^z);  
		}  
		return 0 ;  

		/* Decoding Part */  
	}else if ( n <-1 ) {  
		n = -n ;  
		q = 6+52/n ;  
		sum = q*DELTA ;  
		while (sum != 0) {  
			e = sum>>2 & 3 ;  
			for (p = n-1 ; p > 0 ; p-- ){  
				z = v[p-1],  
					y = v[p] -= (z>>5^y<<2)+(y>>3^z<<4)^(sum^y)+(k[p&3^e]^z);  
			}  
			z = v[n-1] ;  
			y = v[0] -= (z>>5^y<<2)+(y>>3^z<<4)^(sum^y)+(k[p&3^e]^z);  
			sum -= DELTA ;   
		}  
		return 0 ;  
	}  

	return 1 ;  
} 

// 其它算法，未实现
 // ==============================================================================
int sqlite3_encrypt(unsigned char * pData, unsigned int data_len, unsigned char * key, unsigned int len_of_key)
{
	return 0;
}

// 其它算法，未实现
// ==============================================================================
int sqlite3_dencrypt( unsigned char * pData, unsigned int data_len, unsigned char * key, unsigned int len_of_key)
{
	
	return 0;
}

// ==============================================================================
void * sqlite3Codec(void *pArg, void *data, int nPageNum, int nMode) {

	 LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock) pArg;
       unsigned int dwPageSize = 0;
	   int len = 0;
 
       if (!pBlock)
              return data;
       // 确保pager的页长度和加密块的页长度相等.如果改变,就需要调整.
       if (nMode != 2) {
		   int a = 0;
		   a++;
             // PgHdr *pageHeader;
 
             // pageHeader = DATA_TO_PGHDR(data);
             // if (pageHeader->pPager->pageSize != pBlock->PageSize) {
                    // CreateCryptBlock(0, pageHeader->pPager, pBlock);
              //}
       }
 
       switch (nMode) {
       case 0: // Undo a "case 7" journal file encryption
       case 2: //重载一个页
		   case 3: //载入一个页  
        if (!pBlock->ReadKey) break;  
  
        len = 0 - (pBlock->PageSize / 4);  
        xxtea(data, len, pBlock->ReadKey);  
  
        break;  
    case 6: 

		//加密一个主数据库文件的页  
        if (!pBlock->WriteKey) break;  
  
        memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);  
        data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;  
  
  
        len = pBlock->PageSize / 4;  
        xxtea(data , len, pBlock->WriteKey);  
        break;  

    case 7:
		// 加密事务文件的页
        if (!pBlock->ReadKey) break;  
        memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);  
        data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;  
        len = pBlock->PageSize / 4;  
        xxtea(data, len, pBlock->ReadKey);  
        break; 
		   /*
       case 3: //载入一个页
              if (!pBlock->ReadKey)
                     break;
 
			  memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);
			  data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;
			  dwPageSize = pBlock->PageSize;
				
			  // 解密
              sqlite3_dencrypt((BYTE*)data, dwPageSize, pBlock->ReadKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE);
 
              break;
 
       case 6: //加密一个主数据库文件的页
              if (!pBlock->WriteKey)
                     break;
 
              memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);
              data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;
              dwPageSize = pBlock->PageSize;
 
			  // 加密
              sqlite3_encrypt((BYTE*)data, dwPageSize, pBlock->WriteKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE); 
 
              break;
 
       case 7: 
			  // 加密事务文件的页
              // 在正常环境下, 读密钥和写密钥相同. 当数据库是被重新加密的,读密钥和写密钥未必相同.
              // 回滚事务必要用数据库文件的原始密钥写入.因此,当一次回滚被写入,总是用数据库的读密钥,
              // 这是为了保证与读取原始数据的密钥相同.
              //
              if (!pBlock->ReadKey)
                     break;
 
              memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);
              data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;
              dwPageSize = pBlock->PageSize;
 
              sqlite3_encrypt((BYTE*)data, dwPageSize, pBlock->ReadKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE);/*调用我的加密函数*/
 
             // break;*/
       }

	   return data;
}

// ==============================================================================
void sqlite3CodecFree(void* pArg) {
	if (pArg)
	{
		LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock)pArg;
		//销毁读密钥.
		if (pBlock->ReadKey) {
			sqlite3_free(pBlock->ReadKey);
		}

		//如果写密钥存在并且不等于读密钥,也销毁.

		if (pBlock->WriteKey && pBlock->WriteKey != pBlock->ReadKey) {
			sqlite3_free(pBlock->WriteKey);
		}

		if (pBlock->Data) {
			sqlite3_free(pBlock->Data);
		}

		//释放加密块.
		sqlite3_free(pBlock);
	}
}


// =====================================================================================
LPCryptBlock CreateCryptBlock(unsigned char* hKey, int nPageSize, LPCryptBlock pExisting)
{
	LPCryptBlock pBlock;

	if (!pExisting) //创建新加密块
	{
		pBlock = sqlite3_malloc(sizeof(CryptBlock));
		memset(pBlock, 0, sizeof(CryptBlock));
		pBlock->ReadKey = hKey;
		pBlock->WriteKey = hKey;
		pBlock->PageSize = nPageSize;
		pBlock->Data = (unsigned char*) sqlite3_malloc(
			pBlock->PageSize + CRYPT_OFFSET);
	}
	else //更新存在的加密块
	{
		pBlock = pExisting;

		if (pBlock->PageSize != nPageSize && !pBlock->Data) {
			sqlite3_free(pBlock->Data);
			pBlock->PageSize = nPageSize;

			pBlock->Data = (unsigned char*) sqlite3_malloc(
				pBlock->PageSize + CRYPT_OFFSET);
		}
	}

	memset(pBlock->Data, 0, pBlock->PageSize + CRYPT_OFFSET);

	return pBlock;
}

// 从用户提供的缓冲区中得到一个加密密钥
// =====================================================================================
unsigned char * DeriveKey(const void *pKey, int nKeyLen)
{
	unsigned char * hKey = 0;
	int j;

	if (pKey == 0 || nKeyLen == 0)
	{
		return 0;
	}

	hKey = sqlite3_malloc(DB_KEY_LENGTH_BYTE + 1);
	if (hKey == 0)
	{
		return 0;
	}

	hKey[DB_KEY_LENGTH_BYTE] = 0;

	if (nKeyLen < DB_KEY_LENGTH_BYTE)
	{
		memcpy(hKey, pKey, nKeyLen); //先拷贝得到密钥前面的部分
		j = DB_KEY_LENGTH_BYTE - nKeyLen;

		//补充密钥后面的部分
		memset(hKey + nKeyLen, DB_KEY_PADDING, j);
	}
	else
	{
		//密钥位数已经足够,直接把密钥取过来
		memcpy(hKey, pKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE);
	}

	return hKey;
}

6.在splite3.c文件的最后面添加以下代码

#ifdef SQLITE_HAS_CODEC
#include "sqlite3crypt.h"

// 得到页所对应的编/解码块
static void * sqlite3pager_get_codecarg(struct Pager *pPager)
{
       return (pPager->xCodec) ? pPager->pCodec : 0;
}

// 设置页所对应的编/解码块
// @Param pPager 要加密的页
// @Param xCodec 加/解密回调
// @Param xCodecFree 释放页对应的加/解密模块回调
// @Param pCodecArg 加/解密模块
void sqlite3pager_set_codec(Pager *pPager, void *(*xCodec)(void*, void*, Pgno, int), void (*xCodecFree)(void*), void *pCodecArg)
{
       pPager->xCodec = xCodec;
       pPager->pCodec = pCodecArg;
	   pPager->xCodecFree = xCodecFree;
}


// 实现Sqlite3接口
// ===============================================================================
// ===============================================================================
// 下面是编译时提示缺少的函数 
// 这个函数不需要做任何处理，获取密钥的部分在下面 DeriveKey 函数里实现
void sqlite3CodecGetKey(struct sqlite3* db, int nDB, void** Key, int* nKey) {
	return;
}

// 这个函数好像是 sqlite 3.3.17前不久才加的，以前版本的sqlite里没有看到这个函数
// 这个函数我还没有搞清楚是做什么的，它里面什么都不做直接返回，对加解密没有影响
void sqlite3_activate_see(const char* right) {
	return;
}
 
 // 实现加密接口
int sqlite3_key(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey)
{
	return sqlite3CodecAttach(db, 0, pKey, nKey);
}
 
 // 实现解密接口
int sqlite3_rekey(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey)
{
	Pgno nSkip;
     void *pPage;
     Pgno n;
       Btree *pbt = db->aDb[0].pBt;
       Pager *p = sqlite3BtreePager(pbt);
       LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock) sqlite3pager_get_codecarg(p);
       unsigned char * hKey = DeriveKey(pKey, nKey);
       int rc = SQLITE_ERROR;
 
       if (!pBlock && !hKey)
              return SQLITE_OK;
 
       //重新加密一个数据库,改变pager的写密钥, 读密钥依旧保留.
       if (!pBlock) //加密一个未加密的数据库
       {
              pBlock = CreateCryptBlock(hKey, p->pageSize, NULL);
              pBlock->ReadKey = 0; // 原始数据库未加密
              sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(pbt), sqlite3Codec, sqlite3CodecFree, pBlock);
       }
       else // 改变已加密数据库的写密钥
       {
              pBlock->WriteKey = hKey;
       }
 
       // 开始一个事务
       rc = sqlite3BtreeBeginTrans(pbt, 1);
       if (!rc)
       {
              // 用新密钥重写所有的页到数据库。
              //Pgno nPage = sqlite3PagerPagecount(p);
		   int nPage = 0;
		   sqlite3PagerPagecount(p, &nPage);
             
			 nSkip = PAGER_MJ_PGNO(p);
              for (n = 1; rc == SQLITE_OK && n <= nPage; n++)
              {
                     if (n == nSkip)
                           continue;
 
                     rc = sqlite3PagerGet(p, n, (DbPage**)&pPage);
                     if (!rc)
                     {
                           rc = sqlite3PagerWrite((DbPage*)pPage);
                           sqlite3PagerUnref((DbPage*)pPage);
                     }
              }
       }
 
       // 如果成功，提交事务。
       if (!rc)
       {
              rc = sqlite3BtreeCommit(pbt);
       }
 
       // 如果失败，回滚。
       if (rc)
       {
              sqlite3BtreeRollback(pbt, SQLITE_OK);
       }
 
       // 如果成功，销毁先前的读密钥。并使读密钥等于当前的写密钥。
       if (!rc)
       {
              if (pBlock->ReadKey)
              {
                     sqlite3_free(pBlock->ReadKey);
              }
 
              pBlock->ReadKey = pBlock->WriteKey;
       }
       else // 如果失败，销毁当前的写密钥，并恢复为当前的读密钥。
       {
              if (pBlock->WriteKey)
              {
                     sqlite3_free(pBlock->WriteKey);
              }
              pBlock->WriteKey = pBlock->ReadKey;
       }
 
       // 如果读密钥和写密钥皆为空，就不需要再对页进行编解码。
       // 销毁加密块并移除页的编解码器
       if (!pBlock->ReadKey && !pBlock->WriteKey)
       {
              sqlite3pager_set_codec(p, NULL, NULL, NULL);
			  sqlite3CodecFree(pBlock);
       }
 
       return rc;
}
 
// 实现附加密钥到数据库接口
// ================================================================================
int sqlite3CodecAttach(sqlite3 *db, int nDb, const void *pKey, int nKeyLen)
{
       int rc = SQLITE_ERROR;
       unsigned char* hKey = 0;
 
       //如果没有指定密匙,可能标识用了主数据库的加密或没加密.
       if (!pKey || !nKeyLen)
       {
              if (!nDb)
              {
                     return SQLITE_OK; //主数据库, 没有指定密钥所以没有加密.
              }
              else //附加数据库,使用主数据库的密钥.
              {
                     //获取主数据库的加密块并复制密钥给附加数据库使用
                     LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock) sqlite3pager_get_codecarg(sqlite3BtreePager(db->aDb[0].pBt));
 
                     if (!pBlock)
                           return SQLITE_OK; //主数据库没有加密
 
                     if (!pBlock->ReadKey)
                           return SQLITE_OK; //没有加密
 
                     memcpy(pBlock->ReadKey, &hKey, 16);
              }
       }
       else //用户提供了密码,从中创建密钥.
       {
              hKey = DeriveKey(pKey, nKeyLen);
       }
 
       //创建一个新的加密块,并将解码器指向新的附加数据库.
       if (hKey)
       {
              LPCryptBlock pBlock = CreateCryptBlock(hKey, sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt)->pageSize, NULL);
              sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt), sqlite3Codec, sqlite3CodecFree, pBlock);
              rc = SQLITE_OK;
       }
 
       return rc;
}

#endif //#ifdef SQLITE_HAS_CODEC

7.OK,代码部分完成了，但要使用Sqlite的加密前必须要预添加加SQLITE_HAS_CODEC这个宏,怎么加就不详诉了

8.最后,测试代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
extern "C" {
#include "sqlite3.h"
};

#define  SQLITE3_STATIC

extern int sqlite3_key(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey);

static int _callback_exec(void * notused,int argc, char ** argv, char ** aszColName)
{
	int i;
	for ( i=0; i<argc; i++ )
	{
		printf( "%s = %s\r\n", aszColName[i], argv[i] == 0 ? "NUL" : argv[i] );
	}

	return 0;
}

int main(int argc, char * argv[])
{
	const char * sSQL;
	char * pErrMsg = 0;
	int ret = 0;
	sqlite3 * db = 0;

	//创建数据库
	ret = sqlite3_open("encrypt.db", &db);

	//添加密码
	ret = sqlite3_key( db, "mypass", strlen("mypass"));

	//在内存数据库中创建表
	sSQL = "create table class(name varchar(20), student);";
	sqlite3_exec( db, sSQL, _callback_exec, 0, &pErrMsg );

	//插入数据
	sSQL = "insert into class values('mem_52911', 'zhaoyun');";
	sqlite3_exec( db, sSQL, _callback_exec, 0, &pErrMsg );

	//取得数据并显示
	sSQL = "select * from class;";
	sqlite3_exec( db, sSQL, _callback_exec, 0, &pErrMsg );

	//关闭数据库
	sqlite3_close(db);
	db = 0;

	return 0;
}