前序
sqlite3 的确很好用。小巧、速度快。但是因为非微软的产品,帮助文档总觉得不够。这些天再次研究它,又有一些收获,这里把我对 sqlite3 的研究列出来,以备忘记。
这里要注明,我是一个跨平台专注者,并不喜欢只用 windows 平台。我以前的工作就是为 unix 平台写代码。下面我所写的东西,虽然没有验证,但是我已尽量不使用任何windows 的东西,只使用标准 C 或标准C++。但是,我没有尝试过在别的系统、别的编译器下编译,因此下面的叙述如果不正确,则留待以后修改。
下面我的代码仍然用 VC 编写,因为我觉得VC是一个很不错的IDE,可以加快代码编写速度(例如配合 Vassist )。下面我所说的编译环境,是VC2003。如果读者觉得自己习惯于 unix 下用 vi 编写代码速度较快,可以不用管我的说明,只需要符合自己习惯即可,因为我用的是标准 C 或 C++ 。不会给任何人带来不便。
一、版本从 www.sqlite.org<http://www.sqlite.org/> 网站可下载到最新的 sqlite 代码和编译版本。我写此文章时,最新代码是 3.3.17 版本。
很久没有去下载 sqlite 新代码,因此也不知道 sqlite 变化这么大。以前很多文件,现在全部合并成一个 sqlite3.c 文件。如果单独用此文件,是挺好的,省去拷贝一堆文件还担心有没有遗漏。但是也带来一个问题:此文件太大,快接近7万行代码,VC开它整个机器都慢下来了。如果不需要改它代码,也就不需要打开sqlite3.c文件,机器不会慢。但是,下面我要写通过修改 sqlite 代码完成加密功能,那时候就比较痛苦了。如果个人水平较高,建议用些简单的编辑器来编辑,例如 ultraEdit 或 Notepad 。速度会快很多。(源码网整理,www.codepub.com)
二、基本编译这个不想多说了,在 VC 里新建 dos 控制台空白工程,把 sqlite3.c 和sqlite3.h 添加到工程,再新建一个 main.cpp 文件。在里面写:
[cpp] view plain copy extern"C" { #include"./sqlite3.h" }; intmain(int,char**) return0; }
为什么要 extern “C”?如果问这个问题,我不想说太多,这是C++的基础。要在C++ 里使用一段 C 的代码,必须要用 extern “C”括起来。C++跟 C虽然语法上有重叠,但是它们是两个不同的东西,内存里的布局是完全不同的,在C++编译器里不用extern “C”括起C代码,会导致编译器不知道该如何为 C 代码描述内存布局。
可能在 sqlite3.c 里人家已经把整段代码都 extern “C”括起来了,但是你遇到一个 .c 文件就自觉的再括一次,也没什么不好。
基本工程就这样建立起来了。编译,可以通过。但是有一堆的 warning。可以不管它。
三、sqlITE *** 作入门sqlite提供的是一些C函数接口,你可以用这些函数 *** 作数据库。通过使用这些接口,传递一些标准sql 语句(以 char * 类型)给 sqlite 函数,sqlite 就会为你 *** 作数据库。
sqlite 跟MS的access一样是文件型数据库,就是说,一个数据库就是一个文件,此数据库里可以建立很多的表,可以建立索引、触发器等等,但是,它实际上得到的就是一个文件。备份这个文件就备份了整个数据库。
sqlite 不需要任何数据库引擎,这意味着如果你需要 sqlite 来保存一些用户数据,甚至都不需要安装数据库
(如果你做个小软件还要求人家必须装了sqlserver才能运行,那也太黑心了)。
下面开始介绍数据库基本 *** 作。
1、 基本流程 (1) 关键数据结构sqlite 里最常用到的是 sqlite3 * 类型。从数据库打开开始,sqlite就要为这个类型准备好内存,直到数据库关闭,整个过程都需要用到这个类型。当数据库打开时开始,这个类型的变量就代表了你要 *** 作的数据库。下面再详细介绍。
(2) 打开数据库copy intsqlite3_open(文件名,sqlite3**);
用这个函数开始数据库 *** 作。
需要传入两个参数,一是数据库文件名,比如:c:\\DongChunGuang_Database.db。文件名不需要一定存在,如果此文件不存在,sqlite 会自动建立它。如果它存在,就尝试把它当数据库文件来打开。sqlite3 ** 参数即前面提到的关键数据结构。这个结构底层细节如何,你不要关它。函数返回值表示 *** 作是否正确,如果是 sqlITE_OK 则表示 *** 作正常。相关的返回值sqlite定义了一些宏。具体这些宏的含义可以参考 sqlite3.h 文件。里面有详细定义(顺便说一下,sqlite3 的代码注释率自称是非常高的,实际上也的确很高。只要你会看英文,sqlite 可以让你学到不少东西)。
下面介绍关闭数据库后,再给一段参考代码。
(3) 关闭数据库copy intsqlite3_close(sqlite3*);
前面如果用 sqlite3_open 开启了一个数据库,结尾时不要忘了用这个函数关闭数据库。
下面给段简单的代码:
copy sqlite3*db=NulL;//声明sqlite关键结构指针 intresult //打开数据库 //需要传入db这个指针的指针,因为sqlite3_open函数要为这个指针分配内存,还要让db指针指向这个内存区 result=sqlite3_open(“c:\Dcg_database.db”,&db); if(result!=sqlITE_OK) { //数据库打开失败 return-1; } //数据库 *** 作代码 //… //数据库打开成功 //关闭数据库 sqlite3_close(db); return0; }
这就是一次数据库 *** 作过程。
2、 SQL语句 *** 作本节介绍如何用sqlite 执行标准 sql 语法。
(1) 执行SQL语句copy intsqlite3_exec(sqlite3*,constchar*sql,sqlite3_callback,153); background-color:inherit; Font-weight:bold">voID*,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char**errmsg);
这就是执行一条 sql 语句的函数。
第1个参数不再说了,是前面open函数得到的指针。说了是关键数据结构。
第2个参数const char*sql 是一条 sql 语句,以\0结尾。
第3个参数sqlite3_callback是回调,当这条语句执行之后,sqlite3会去调用你提供的这个函数。(什么是回调函数,自己找别的资料学习)
第4个参数voID* 是你所提供的指针,你可以传递任何一个指针参数到这里,这个参数最终会传到回调函数里面,如果不需要传递指针给回调函数,可以填NulL。等下我们再看回调函数的写法,以及这个参数的使用。
第5个参数char **errmsg 是错误信息。注意是指针的指针。sqlite3里面有很多固定的错误信息。执行 sqlite3_exec 之后,执行失败时可以查阅这个指针(直接 printf(“%s\3n”,errmsg))得到一串字符串信息,这串信息告诉你错在什么地方。sqlite3_exec函数通过修改你传入的指针的指针,把你提供的指针指向错误提示信息,这样sqlite3_exec函数外面就可以通过这个 char*得到具体错误提示。
说明:通常,sqlite3_callback 和它后面的 voID * 这两个位置都可以填 NulL。填NulL表示你不需要回调。比如你做 insert *** 作,做 delete *** 作,就没有必要使用回调。而当你做select 时,就要使用回调,因为 sqlite3 把数据查出来,得通过回调告诉你查出了什么数据。
(2) exec 的回调copy typedefint(*sqlite3_callback)(char**,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char**);
你的回调函数必须定义成上面这个函数的类型。下面给个简单的例子:
copy //sqlite3的回调函数 //sqlite每查到一条记录,就调用一次这个回调 intLoadMyInfo(voID*para,intn_column,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char**column_value,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char**column_name) //para是你在sqlite3_exec里传入的voID*参数 //通过para参数,你可以传入一些特殊的指针(比如类指针、结构指针),然后在这里面强制转换成对应的类型(这里面是voID*类型,必须强制转换成你的类型才可用)。然后 *** 作这些数据 //n_column是这一条记录有多少个字段(即这条记录有多少列) //char**column_value是个关键值,查出来的数据都保存在这里,它实际上是个1维数组(不要以为是2维数组),每一个元素都是一个char*值,是一个字段内容(用字符串来表示,以\0结尾) //char**column_name跟column_value是对应的,表示这个字段的字段名称 //这里,我不使用para参数。忽略它的存在. inti; printf(“记录包含%d个字段\n”,n_column); for(i=0;i<n_column;i++) printf(“字段名:%s?>字段值:%s\n”,column_name[i],column_value[i]); printf(“------------------\n“); } char**) sqlite3*db; intresult; char*errmsg=NulL; //创建一个测试表,表名叫Mytable_1,有2个字段:ID和name。其中ID是一个自动增加的类型,以后insert时可以不去指定这个字段,它会自己从0开始增加 result=sqlite3_exec(db,“createtableMytable_1(IDintegerprimarykeyautoincrement,namenvarchar(32))”,NulL,errmsg); printf(“创建表失败,错误码:%d,错误原因:%s\n”,result,errmsg); //插入一些记录 printf(“插入记录失败,错误码:%d,错误原因:%s\n”,248); line-height:18px; margin:0px!important; padding:0px 3px 0px 10px!important"> result=sqlite3_exec(db,“insertintoMytable_1(name)values(‘骑单车’)”,153); background-color:inherit; Font-weight:bold">if(result!=sqlITE_OK) printf(“插入记录失败,错误码:%d,错误原因:%s\n”,“insertintoMytable_1(name)values(‘坐汽车’)”,0); background-color:inherit">//开始查询数据库 }
通过上面的例子,应该可以知道如何打开一个数据库,如何做数据库基本 *** 作。
有这些知识,基本上可以应付很多数据库 *** 作了。
(3) 不使用回调查询数据库上面介绍的 sqlite3_exec 是使用回调来执行 select *** 作。还有一个方法可以直接查询而不需要回调。但是,我个人感觉还是回调好,因为代码可以更加整齐,只不过用回调很麻烦,你得声明一个函数,如果这个函数是类成员函数,你还不得不把它声明成 static 的(要问为什么?这又是C++基础了。C++成员函数实际上隐藏了一个参数:this,C++调用类的成员函数的时候,隐含把类指针当成函数的第一个参数传递进去。结果,这造成跟前面说的 sqlite 回调函数的参数不相符。只有当把成员函数声明成 static 时,它才没有多余的隐含的this参数)。
虽然回调显得代码整齐,但有时候你还是想要非回调的 select 查询。这可以通过 sqlite3_get_table 函数做到。
copy intsqlite3_get_table(sqlite3*,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char***resultp,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">int*nrow,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">int*ncolumn,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char**errmsg);
第1个参数不再多说,看前面的例子。
第2个参数是 sql 语句,跟sqlite3_exec 里的 sql 是一样的。是一个很普通的以\0结尾的char *字符串。
第3个参数是查询结果,它依然一维数组(不要以为是二维数组,更不要以为是三维数组)。它内存布局是:第一行是字段名称,后面是紧接着是每个字段的值。下面用例子来说事。
第4个参数是查询出多少条记录(即查出多少行)。
第5个参数是多少个字段(多少列)。
第6个参数是错误信息,跟前面一样,这里不多说了。
下面给个简单例子:
copy sqlite3*db; intresult; char*errmsg=NulL; char**dbResult;//是char**类型,两个*号 intnRow,nColumn; inti,j; intindex; result=sqlite3_open(“c:\Dcg_database.db”,&db); {//假设前面已经创建了Mytable_1表 //开始查询,传入的dbResult已经是char**,这里又加了一个&取地址符,传递进去的就成了char*** result=sqlite3_get_table(db,&dbResult,&nRow,&nColumn,&errmsg); if(sqlITE_OK==result) //查询成功 index=nColumn;//前面说过dbResult前面第一行数据是字段名称,从nColumn索引开始才是真正的数据 printf(“查到%d条记录\n”,nRow); for(i=0;i<nRow;i++) printf(“第%d条记录\n”,i+1); for(j=0;j<nColumn;j++) printf(“字段名:%s?>字段值:%s\n”,dbResult[j],dbResult[index]); ++index;//dbResult的字段值是连续的,从第0索引到第nColumn-1索引都是字段名称,从第nColumn索引开始,后面都是字段值,它把一个二维的表(传统的行列表示法)用一个扁平的形式来表示 printf(“-------\n”); //到这里,不论数据库查询是否成功,都释放char**查询结果,使用sqlite提供的功能来释放 sqlite3_free_table(dbResult); }
到这个例子为止,sqlite3 的常用用法都介绍完了。
用以上的方法,再配上 sql 语句,完全可以应付绝大多数数据库需求。
但有一种情况,用上面方法是无法实现的:需要insert、select 二进制。当需要处理二进制数据时,上面的方法就没办法做到。下面这一节说明如何插入二进制数据
3、 *** 作二进制sqlite *** 作二进制数据需要用一个辅助的数据类型:sqlite3_stmt * 。
这个数据类型记录了一个“SQL语句”。为什么我把 “SQL语句”用双引号引起来?因为你可以把 sqlite3_stmt * 所表示的内容看成是 SQL语句,但是实际上它不是我们所熟知的SQL语句。它是一个已经把SQL语句解析了的、用sqlite自己标记记录的内部数据结构。
正因为这个结构已经被解析了,所以你可以往这个语句里插入二进制数据。当然,把二进制数据插到 sqlite3_stmt 结构里可不能直接 memcpy ,也不能像 std::string 那样用 + 号。必须用 sqlite 提供的函数来插入。
(1) 写入二进制下面说写二进制的步骤。
要插入二进制,前提是这个表的字段的类型是 blob 类型。我假设有这么一张表:
create table Tbl_2( IDinteger,file_content blob )
首先声明
copy sqlite3_stmt*stat;
然后,把一个 sql 语句解析到 stat 结构里去:
// sqlite3_prepare 接口把一条SQL语句编译成字节码留给后面的执行函数. 使用该接口访问数据库是当前比较好的的一种方法.
copy sqlite3_prepare(db,“insertintoTbl_2(ID,file_content)values(10,?)”,-1,&stat,0);
上面的函数完成 sql 语句的解析。第一个参数跟前面一样,是个 sqlite3 * 类型变量,第二个参数是一个 sql 语句。
这个 sql 语句特别之处在于 values 里面有个? 号。在sqlite3_prepare函数里,?号表示一个未定的值,它的值等下才插入。第三个参数我写的是-1,这个参数含义是前面 sql 语句的长度。如果小于0,sqlite会自动计算它的长度(把SQL语句当成以\0结尾的字符串)。第四个参数是 sqlite3_stmt 的指针的指针。解析以后的SQL语句就放在这个结构里。
第五个参数我也不知道是干什么的。为0就可以了。
如果这个函数执行成功(返回值是 sqlITE_OK 且 stat 不为NulL ),那么下面就可以开始插入二进制数据。
copy sqlite3_bind_blob(stat,1,pdata,(int)(length_of_data_in_bytes),NulL);//pdata为数据缓冲区,length_of_data_in_bytes为数据大小,以字节为单位
这个函数一共有5个参数。
第1个参数:是前面prepare得到的 sqlite3_stmt * 类型变量。
第2个参数:?号的索引。前面prepare的SQL语句里有一个?号,假如有多个?号怎么插入?方法就是改变 bind_blob 函数第2个参数。这个参数我写1,表示这里插入的值要替换stat 的第一个?号(这里的索引从1开始计数,而非从0开始)。如果你有多个?号,就写多个 bind_blob 语句,并改变它们的第2个参数就替换到不同的?号。如果有?号没有替换,sqlite为它取值null。
第3个参数:二进制数据起始指针。
第4个参数:二进制数据的长度,以字节为单位。
第5个参数:是个析够回调函数,告诉sqlite当把数据处理完后调用此函数来析够你的数据。这个参数我还没有使用过,因此理解也不深刻。但是一般都填NulL,需要释放的内存自己用代码来释放。
bind完了之后,二进制数据就进入了你的“SQL语句”里了。你现在可以把它保存到数据库里:
虚拟机执行字节码,执行过程是一个步进(stepwise)的过程,每一步(step)由sqlite3_step()启动,并由VDBE(sqlite虚拟机)执行一段字节 码。由sqlite3_prepare编译字节代码,并由sqlite3_step()启动虚拟机执行。在遍历结果集的过程中,它返回sqlITE_ROW,当到达结果末尾时,返回sqlITE_DONE
copy intresult=sqlite3_step(stat);
通过这个语句,stat 表示的SQL语句就被写到了数据库里。
最后,要把 sqlite3_stmt结构给释放:sqlite3_finalize( stat ); //把刚才分配的内容析构掉
(2) 读出二进制下面说读二进制的步骤。
跟前面一样,
先声明 sqlite3_stmt *类型变量:
copy sqlite3_stmt*stat;
然后,把一个 sql 语句解析到 stat 结构里去:
copy
当 prepare 成功之后(返回值是 sqlITE_OK ),开始查询数据。
copy intresult=sqlite3_step(stat);
这一句的返回值是sqlITE_ROW 时表示成功(不是 sqlITE_OK )。
你可以循环执行 sqlite3_step 函数,一次 step 查询出一条记录。直到返回值不为 sqlITE_ROW 时表示查询结束。
然后开始获取第一个字段:ID 的值。ID是个整数,用下面这个语句获取它的值:
int ID =sqlite3_column_int( stat,0 ); //第2个参数表示获取第几个字段内容,从0开始计算,因为我的表的ID字段是第一个字段,因此这里我填0
下面开始获取 file_content 的值,因为 file_content 是二进制,因此我需要得到它的指针,还有它的长度:
copy constvoID*pfileContent=sqlite3_column_blob(stat,1); intlen=sqlite3_column_bytes(stat,1);
这样就得到了二进制的值。
把 pfileContent 的内容保存出来之后,
不要忘了释放sqlite3_stmt 结构:
copy sqlite3_finalize(stat);//把刚才分配的内容析构掉
(3) 重复使用 sqlite3_stmt 结构
如果你需要重复使用sqlite3_prepare 解析好的 sqlite3_stmt 结构,需要用函数:sqlite3_reset。
copy result=sqlite3_reset(stat);
这样, stat 结构又成为sqlite3_prepare 完成时的状态,你可以重新为它bind 内容。
(4) 事务处理
sqlite 是支持事务处理的。如果你知道你要同步删除很多数据,不仿把它们做成一个统一的事务。通常一次 sqlite3_exec 就是一次事务,如果你要删除1万条数据,sqlite就做了1万次:开始新事务->删除一条数据->提交事务->开始新事务->… 的过程。这个 *** 作是很慢的。因为时间都花在了开始事务、提交事务上。你可以把这些同类 *** 作做成一个事务,这样如果 *** 作错误,还能够回滚事务。
事务的 *** 作没有特别的接口函数,它就是一个普通的 sql 语句而已:
分别如下:
copy "begintransaction",&zErrorMsg);//开始一个事务 "committransaction",0); background-color:inherit">//提交事务 "rollbacktransaction",0); background-color:inherit">//回滚事务
(3) 补充
基本上,使用sqlite3_open,sqlite3_close,sqlite3_exec这三个函数,可以完成大大部分的工作。但还不完善。上面的例子中,都是直接以SQL语句的形式来 *** 作数据库,这样很容易被注入。所以有必要使用sql参数。
sqlite3_prepare
sqlite3_bind_*
sqlite3_step
sqlite3_column_*
struct sqlite3_stmt
sqlite3_finalize
sqlite3_prepare用来编译SQL语句。SQL语句被执行之前,必须先编译成字节码。S
qlite3_stmt是一个结构体,表示SQL语句编译后的字节码。
sqlite3_step用来执行编译后的SQL语句。
sqlite3_bind_*用于将sql参数绑定到SQL语句。
sqlite3_column_*用于从查询的结果中获取数据。
sqlite3_finalize用来释放sqlite3_stmt对象。
代码最能说明函数的功能,
下面就用一个例子来演示吧~~
copy //---------------------------------------------- //sqlite3_prepare,sqlite3_bind_*, //sqlite3_step,sqlite3_column_*, //sqlite3_column_type //sqlite3_stmt,sqlite3_finalize,sqlite3_reset //查询 sqlite3*conn=NulL; sqlite3_stmt*stmt=NulL; char*err_msg=NulL; //列数据类型 charcol_types[][10]={"","Integer","float","Text","Blob","NulL"}; sqlite3_open("test.db",&conn); sqlite3_prepare(conn,"SELECT*FROM[test_for_cpp]WHERE[ID]>?",&stmt,&err_msg); sqlite3_bind_int(stmt,5); while(sqlITE_ROW==sqlite3_step(stmt)) intcol_count=sqlite3_column_count(stmt);//结果集中列的数量 char*col_0_name=sqlite3_column_name(stmt,0);//获取列名 intID=sqlite3_column_int(stmt,0); intID_type=sqlite3_column_type(stmt,0); background-color:inherit">//获取列数据类型 char*col_2_name=sqlite3_column_name(stmt,2); intage=sqlite3_column_int(stmt,2); intage_type=sqlite3_column_type(stmt,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char*col_1_name=sqlite3_column_name(stmt,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">charname[80]; strncpy(name,(char*)sqlite3_column_text(stmt,1),80); intname_type=sqlite3_column_type(stmt,1); //打印结果 printf("col_count:%d,%s=%d(%s),%s=%s(%s),%s=%d(%s)\n", col_count,col_0_name,ID,col_types[ID_type],col_2_name,name, col_types[name_type],col_1_name,age,col_types[age_type]); sqlite3_finalize(stmt);//释放sqlite3_stmt sqlite3_close(conn);
这段代码查询ID号大于5的所有记录,并显示到控制台,最后效果为
sqlite c/c++ API学习 -stanfordxu - stanfordxu的博客其他函数
在上面的例子中,还使用了其他的一些函数,如:
sqlite3_column_count用于获取结果集中列的数量;
sqlite3_column_name用于获取列的名称;
sqlite3_column_type用于获取列的数据类型;
sqlite3_errcode用于获取最近一次 *** 作出错的错误代码;
sqlite3_errmsg用于获取最近一次 *** 作出错的错误说明。 sqlite的API中还有很多的函数,有了上面的基础,相信你通过查询官方的文档,能迅速掌握本文未介绍的API。
字符串编码
在官网上查看sqlite的API的时候,发现有很同函数的名称都非常相似,只是最后添加了”_16”,如:sqlite3_open和 sqlite3_open16,sqlite3_errmsg和sqlite3_errmsg16,等等。其实添加了”16”后缀的函数,主要用于支持utf-16编码的字符串。如 sqlite3_open16可以接收utf-16编码的数据库路径。
在sourceforge上,有一个开源的项目sqlitex,它封装了这些API,使对sqlite数据库的 *** 作更加方便。sqlitex的源代码非常的简单,感兴趣的同学可以下载下来自己研究。
copy ///////////////////////////////////////////////////另外一个代码/////////////////////////////////////////////// #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include"sqlite3.h" #include<string.h> intargc,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char**argv) intrc,i,ncols; sqlite3_stmt*stmt; char*sql; char*tail; //打开数据 rc=sqlite3_open("foods.db",&db); if(rc){ fprintf(stderr,"Can'topendatabase:%s\n",108); List-style:decimal-leading-zero outsIDe; color:inherit; line-height:18px; margin:0px!important; padding:0px 3px 0px 10px!important"> sqlite3_errmsg(db)); sqlite3_close(db); exit(1); sql="select*fromepisodes"; //预处理 rc=sqlite3_prepare(db,sql,(int)strlen(sql),&tail); if(rc!=sqlITE_OK){ fprintf(stderr,"sqlerror:%s\n",sqlite3_errmsg(db)); rc=sqlite3_step(stmt); ncols=sqlite3_column_count(stmt); while(rc==sqlITE_ROW){ for(i=0;i<ncols;i++){ "'%s'",sqlite3_column_text(stmt,i)); "\n"); rc=sqlite3_step(stmt); //释放statement sqlite3_finalize(stmt); //=====================================================================
四、 给数据库加密
前面所说的内容网上已经有很多资料,虽然比较零散,但是花点时间也还是可以找到的。现在要说的这个——数据库加密,资料就很难找。也可能是我 *** 作水平不够,找不到对应资料。但不管这样,我还是通过网上能找到的很有限的资料,探索出了给sqlite数据库加密的完整步骤。
这里要提一下,虽然 sqlite 很好用,速度快、体积小巧。但是它保存的文件却是明文的。若不信可以用NotePad 打开数据库文件瞧瞧,里面insert 的内容几乎一览无余。这样赤裸裸的展现自己,可不是我们的初衷。当然,如果你在嵌入式系统、智能手机上使用 sqlite,最好是不加密,因为这些系统运算能力有限,你做为一个新功能提供者,不能把用户有限的运算能力全部花掉。
sqlite为了速度而诞生。因此sqlite本身不对数据库加密,要知道,如果你选择标准AES算法加密,那么一定有接近50%的时间消耗在加解密算法上,甚至更多(性能主要取决于你算法编写水平以及你是否能使用cpu提供的底层运算能力,比如MMX或sse系列指令可以大幅度提升运算速度)。
sqlite免费版本是不提供加密功能的,当然你也可以选择他们的收费版本,那你得支付2000块钱,而且是USD。我这里也不是说支付钱不好,如果只为了数据库加密就去支付2000块,我觉得划不来。因为下面我将要告诉你如何为免费的sqlite扩展出加密模块——自己动手扩展,这是sqlite允许,也是它提倡的。
那么,就让我们一起开始为 sqlite3.c 文件扩展出加密模块。
1、 必要的宏通过阅读 sqlite 代码(当然没有全部阅读完,6万多行代码,没有一行是我习惯的风格,我可没那么多眼神去看),我搞清楚了两件事:
sqlite是支持加密扩展的;
需要 #define 一个宏才能使用加密扩展。
这个宏就是 sqlITE_HAS_CODEC。
你在代码最前面(也可以在 sqlite3.h 文件第一行)定义:
copy #ifndefsqlITE_HAS_CODEC #definesqlITE_HAS_CODEC #endif
如果你在代码里定义了此宏,但是还能够正常编译,那么应该是 *** 作没有成功。因为你应该会被编译器提示有一些函数无法链接才对。如果你用的是 VC 2003,你可以在“解决方案”里右键点击你的工程,然后选“属性”,找到“C/C++”,再找到“命令行”,在里面手工添加“/D "sqlITE_HAS_CODEC"”。
定义了这个宏,一些被 sqlite 故意屏蔽掉的代码就被使用了。这些代码就是加解密的接口。
尝试编译,vc会提示你有一些函数无法链接,因为找不到他们的实现。
如果你也用的是VC2003,那么会得到下面的提示:
error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3CodecGetKey ,该符号在函数 _attachFunc 中被引用
error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3CodecAttach ,该符号在函数 _attachFunc 中被引用
error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3_activate_see ,该符号在函数 _sqlite3Pragma 中被引用
error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3_key ,该符号在函数 _sqlite3Pragma 中被引用
Fatal error LNK1120: 4 个无法解析的外部命令
这是正常的,因为sqlite只留了接口而已,并没有给出实现。
下面就让我来实现这些接口。
2、 自己实现加解密接口函数如果真要我从一份 www.sqlite.org 网上down下来的 sqlite3.c 文件,直接摸索出这些接口的实现,我认为我还没有这个能力。
好在网上还有一些代码已经实现了这个功能。通过参照他们的代码以及不断编译中vc给出的错误提示,最终我把整个接口整理出来。
实现这些预留接口不是那么容易,要重头说一次怎么回事很困难。我把代码都写好了,直接把他们按我下面的说明拷贝到 sqlite3.c 文件对应地方即可。我在下面也提供了sqlite3.c 文件,可以直接参考或取下来使用。
这里要说一点的是,我另外新建了两个文件:crypt.c和crypt.h。
其中crypt.h如此定义:
copy <prename="code"class="cpp">#ifndefDCG_sqlITE_CRYPT_FUNC_ #defineDCG_sqlITE_CRYPT_FUNC_ /*********** 董淳光写的sqlITE加密关键函数库 ***********/ /*********** 关键加密函数 ***********/ intMy_Encrypt_Func(unsignedchar*pData,unsignedintdata_len,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">char*key,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">intlen_of_key); 关键解密函数 intMy_DeEncrypt_Func(unsigned #endif 其中的crypt.c如此定义: #include"./crypt.h" #include"memory.h" intlen_of_key) 关键解密函数 intlen_of_key) }</pre> <pre></pre> <p></p> <p>这个文件很容易看,就两函数,一个加密一个解密。传进来的参数分别是待处理的数据、数据长度、密钥、密钥长度。</p> <p>处理时直接把结果作用于pData指针指向的内容。</p> <p>你需要定义自己的加解密过程,就改动这两个函数,其它部分不用动。扩展起来很简单。</p> <p>这里有个特点,data_len一般总是1024字节。正因为如此,你可以在你的算法里使用一些特定长度的加密算法,比如AES要求被加密数据一定是128位(16字节)长。这个1024不是碰巧,而是sqlite的页定义是1024字节,在sqlite3.c文件里有定义:</p> <p></p> <prename="code"class="cpp">#definesqlITE_DEFAulT_PAGE_SIZE1024</pre> <p>你可以改动这个值,不过还是建议没有必要不要去改它。</p> <p>上面写了两个扩展函数,如何把扩展函数跟sqlite挂接起来,这个过程说起来比较麻烦。我直接贴代码。</p> <p>分3个步骤。</p> <p>首先,在sqlite3.c文件顶部,添加下面内容:</p> <prename="code"class="cpp">#ifdefsqlITE_HAS_CODEC #include"./crypt.h" 用于在sqlite3最后关闭时释放一些内存 voIDsqlite3pager_free_codecarg(voID*pArg); #endif</pre> <p>这个函数之所以要在sqlite3.c开头声明,是因为下面在sqlite3.c里面某些函数里要插入这个函数调用。所以要提前声明。</p> <p>其次,在sqlite3.c文件里搜索“sqlite3PagerClose”函数,要找到它的实现代码(而不是声明代码)。</p> <p>实现代码里一开始是:</p> class="cpp">#ifdefsqlITE_ENABLE_MEMORY_MANAGEMENT /*Amalloc()cannotfailinsqlite3ThreadData()asoneormorecallstomalloc()musthavealreadybeenmadebythisthread**beforeitgetstothispoint.ThismeanstheThreadDatamusthavebeenallocatedalreadysothatThreadData.nAlloccanbe**set. */ ThreadData*pTsd=sqlite3ThreadData(); assert(pPager); assert(pTsd&&pTsd->nAlloc); <p>需要在这部分后面紧接着插入:</p> sqlite3pager_free_codecarg(pPager->pCodecArg); <p>这里要注意,sqlite3PagerClose函数大概也是3.3.17版本左右才改名的,以前版本里是叫“sqlite3pager_close”。因此你在老版本sqlite代码里搜索“sqlite3PagerClose”是搜不到的。</p> <p>类似的还有“sqlite3pager_get”、“sqlite3pager_unref”、“sqlite3pager_write”、“sqlite3pager_pagecount”等都是老版本函数,它们在pager.h文件里定义。新版本对应函数是在sqlite3.h里定义(因为都合并到sqlite3.c和sqlite3.h两文件了)。所以,如果你在使用老版本的sqlite,先看看pager.h文件,这些函数不是消失了,也不是新蹦出来的,而是老版本函数改名得到的。</p> <p>最后,往sqlite3.c文件下找。找到最后一行:</p> <p>/**************Endofmain.c************************************************/</p> <p>在这一行后面,接上本文最下面的代码段。</p> <p>这些代码很长,我不再解释,直接接上去就得了。</p> <p>唯一要提的是DeriveKey函数。这个函数是对密钥的扩展。比如,你要求密钥是128位,即是16字节,但是如果用户只输入1个字节呢?2个字节呢?或输入50个字节呢?你得对密钥进行扩展,使之符合16字节的要求。</p> <p>DeriveKey函数就是做这个扩展的。有人把接收到的密钥求md5,这也是一个办法,因为md5运算结果固定16字节,不论你有多少字符,最后就是16字节。这是md5算法的特点。但是我不想用md5,因为还得为它添加包含一些md5的.c或.cpp文件。我不想这么做。我自己写了一个算法来扩展密钥,很简单的算法。当然,你也可以使用你的扩展方法,也而可以使用md5算法。只要修改DeriveKey函数就可以了。</p> <p>在DeriveKey函数里,只管申请空间构造所需要的密钥,不需要释放,因为在另一个函数里有释放过程,而那个函数会在数据库关闭时被调用。参考我的DeriveKey函数来申请内存。</p> <p>这里我给出我已经修改好的sqlite3.c和sqlite3.h文件。</p> <p>如果太懒,就直接使用这两个文件,编译肯定能通过,运行也正常。当然,你必须按我前面提的,新建crypt.h和crypt.c文件,而且函数要按我前面定义的要求来做。</p> <h2><aname="t20"></a>3、加密使用方法:</h2> <p>现在,你代码已经有了加密功能。</p> <p>你要把加密功能给用上,除了改sqlite3.c文件、给你工程添加sqlITE_HAS_CODEC宏,还得修改你的数据库调用函数。</p> <p>前面提到过,要开始一个数据库 *** 作,必须先sqlite3_open。</p> <p>加解密过程就在sqlite3_open后面 *** 作。</p> <p>假设你已经sqlite3_open成功了,紧接着写下面的代码:</p> class="cpp">inti; //添加、使用密码 i=sqlite3_key(db,"dcg",3); //修改密码 i=sqlite3_rekey(db,0);</pre> <p>用sqlite3_key函数来提交密码。</p> <p>第1个参数是sqlite3*类型变量,代表着用sqlite3_open打开的数据库(或新建数据库)。</p> <p>第2个参数是密钥。</p> <p>第3个参数是密钥长度。</p> <p>用sqlite3_rekey来修改密码。参数含义同sqlite3_key。</p> <p>实际上,你可以在sqlite3_open函数之后,到sqlite3_close函数之前任意位置调用sqlite3_key来设置密码。</p> <p>但是如果你没有设置密码,而数据库之前是有密码的,那么你做任何 *** 作都会得到一个返回值:sqlITE_NOTADB,并且得到错误提示:“fileisencryptedorisnotadatabase”。</p> <p>只有当你用sqlite3_key设置了正确的密码,数据库才会正常工作。</p> <p>如果你要修改密码,前提是你必须先sqlite3_open打开数据库成功,然后sqlite3_key设置密钥成功,之后才能用sqlite3_rekey来修改密码。(源码网整理:<ahref="http://www.codepub.com/">www.codepub.com</a>)</p> <p>如果数据库有密码,但你没有用sqlite3_key设置密码,那么当你尝试用sqlite3_rekey来修改密码时会得到sqlITE_NOTADB返回值。</p> <p>如果你需要清空密码,可以使用:</p> class="cpp">//修改密码 i=sqlite3_rekey(db,0);</pre> <p>来完成密码清空功能。</p> <h2><aname="t21"></a>4、sqlite3.c最后添加代码段</h2> /*** 董淳光定义的加密函数 ***/ #ifdefsqlITE_HAS_CODEC 加密结构 #defineCRYPT_OFFSET8 typedefstruct_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 intPageSize;//页的大小 BYTE*Data; }CryptBlock,*LPCryptBlock; #ifndefdb_KEY_LENGTH_BYTE/*密钥长度*/ #defineDB_KEY_LENGTH_BYTE16/*密钥长度*/ #endif #ifndefdb_KEY_padding/*密钥位数不足时补充的字符*/ #defineDB_KEY_padding0x33/*密钥位数不足时补充的字符*/ /***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**/ voIDsqlite3CodecGetKey(sqlite3*db,intnDB,153); background-color:inherit; Font-weight:bold">voID**Key,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">int*nKey) return; /*被sqlite和sqlite3_key_interop调用,附加密钥到数据库.*/ intsqlite3CodecAttach(sqlite3*db,intnDb,153); background-color:inherit; Font-weight:bold">voID*pKey,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">intnKeyLen); /** 这个函数好像是sqlite3.3.17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 **/ voIDsqlite3_activate_see(char*right) intsqlite3_key(sqlite3*db,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">intnKey); intsqlite3_rekey(sqlite3*db,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">intnKey); /***下面是上面的函数的辅助处理函数***/ //从用户提供的缓冲区中得到一个加密密钥 //用户提供的密钥可能位数上满足不了要求,使用这个函数来完成密钥扩展 staticunsignedchar*DeriveKey(//创建或更新一个页的加密算法索引.此函数会申请缓冲区. staticLPCryptBlockCreateCryptBlock(unsignedchar*hKey,Pager*pager,LPCryptBlockpExisting); //加密/解密函数,被pager调用 voID*sqlite3Codec(voID*pArg,unsignedchar*data,PgnonPageNum,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">intnMode); //设置密码函数 int__stdcallsqlite3_key_interop(sqlite3*db,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">intnKeySize); //修改密码函数 int__stdcallsqlite3_rekey_interop(sqlite3*db,0); background-color:inherit">//销毁一个加密块及相关的缓冲区,密钥. staticvoIDDestroyCryptBlock(LPCryptBlockpBlock); voID*sqlite3pager_get_codecarg(Pager*pPager); voIDsqlite3pager_set_codec(Pager*pPager,153); background-color:inherit; Font-weight:bold">voID*(*xCodec)(int),153); background-color:inherit; Font-weight:bold">voID*pCodecArg); intnMode) LPCryptBlockpBlock=(LPCryptBlock)pArg; unsignedintDWPageSize=0; if(!pBlock)returndata; //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) PgHdr*pageheader; pageheader=DATA_TO_PGHDR(data); if(pageheader->pPager->pageSize!=pBlock->PageSize) CreateCryptBlock(0,pageheader->pPager,pBlock); switch(nMode) case0://Undoa"case7"journalfileencryption case2://重载一个页 case3://载入一个页 if(!pBlock->ReadKey)break; DWPageSize=pBlock->PageSize; My_DeEncrypt_Func(data,DWPageSize,pBlock->ReadKey,DB_KEY_LENGTH_BYTE);/*调用我的解密函数*/ break; case6://加密一个主数据库文件的页 if(!pBlock->WriteKey) memcpy(pBlock->Data+CRYPT_OFFSET,data,pBlock->PageSize); data=pBlock->Data+CRYPT_OFFSET; DWPageSize=pBlock->PageSize; My_Encrypt_Func(data,pBlock->WriteKey,0); background-color:inherit">/*调用我的加密函数*/ case7://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. */ memcpy(pBlock->Data+CRYPT_OFFSET,pBlock->PageSize); data=pBlock->Data+CRYPT_OFFSET; My_Encrypt_Func(data,0); background-color:inherit">/*调用我的加密函数*/ returndata; voIDDestroyCryptBlock(LPCryptBlockpBlock) //销毁读密钥. if(pBlock->ReadKey){ sqliteFree(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){ sqliteFree(pBlock->WriteKey); if(pBlock->Data){ sqliteFree(pBlock->Data); //释放加密块. sqliteFree(pBlock); voID*sqlite3pager_get_codecarg(Pager*pPager) return(pPager->xCodec)?pPager->pCodecArg:NulL; intnKeyLen) char*hKey=NulL; intj; if(pKey==NulL||nKeyLen==0) returnNulL; hKey=sqliteMalloc(DB_KEY_LENGTH_BYTE+1); if(hKey==NulL) returnNulL; 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,DB_KEY_LENGTH_BYTE); returnhKey; //创建或更新一个页的加密算法索引.此函数会申请缓冲区. LPCryptBlockpBlock; if(!pExisting)//创建新加密块 pBlock=sqliteMalloc(sizeof(CryptBlock)); memset(pBlock,sizeof(CryptBlock)); pBlock->ReadKey=hKey; pBlock->WriteKey=hKey; pBlock->PageSize=pager->pageSize; pBlock->Data=(unsignedchar*)sqliteMalloc(pBlock->PageSize+CRYPT_OFFSET); else//更新存在的加密块 pBlock=pExisting; if(pBlock->PageSize!=pager->pageSize&&!pBlock->Data){ memset(pBlock->Data,pBlock->PageSize+CRYPT_OFFSET); returnpBlock; /* **Setthecodecforthispager voID*pCodecArg) pPager->xCodec=xCodec; pPager->pCodecArg=pCodecArg; intnKey) returnsqlite3_key_interop(db,nKey); returnsqlite3_rekey_interop(db,87); background-color:inherit; Font-weight:bold">intnKeyLen) intrc=sqlITE_ERROR; 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) returnsqlITE_OK;//主数据库,没有指定密钥所以没有加密. //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 LPCryptBlockpBlock=(LPCryptBlock)sqlite3pager_get_codecarg(sqlite3BtreePager(db->aDb[0].pBt)); //主数据库没有加密 //没有加密 memcpy(pBlock->ReadKey,&hKey,16); //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) LPCryptBlockpBlock=CreateCryptBlock(hKey,sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt),NulL); sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt),sqlite3Codec,pBlock); rc=sqlITE_OK; returnrc; //Changestheencryptionkeyforanexistingdatabase. intnKeySize) Btree*pbt=db->aDb[0].pBt; Pager*p=sqlite3BtreePager(pbt); LPCryptBlockpBlock=(LPCryptBlock)sqlite3pager_get_codecarg(p); unsignedchar*hKey=DeriveKey(pKey,nKeySize); intrc=sqlITE_ERROR; if(!pBlock&&!hKey)returnsqlITE_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,108); List-style:decimal-leading-zero outsIDe; color:inherit; line-height:18px; margin:0px!important; padding:0px 3px 0px 10px!important"> pBlock->ReadKey=0;//原始数据库未加密 sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(pbt),0); background-color:inherit">//改变已加密数据库的写密钥 pBlock->WriteKey=hKey; rc=sqlite3BtreeBeginTrans(pbt,1); if(!rc) //用新密钥重写所有的页到数据库。 PgnonPage=sqlite3PagerPagecount(p); PgnonSkip=PAGER_MJ_PGNO(p); voID*pPage; Pgnon; for(n=1;rc==sqlITE_OK&&n<=nPage;n++) if(n==nSkip)continue; rc=sqlite3PagerGet(p,n,&pPage); rc=sqlite3PagerWrite(pPage); sqlite3PagerUnref(pPage); //如果成功,提交事务。 rc=sqlite3BtreeCommit(pbt); //如果失败,回滚。 if(rc) sqlite3BtreeRollback(pbt); //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(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) 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,108); List-style:decimal-leading-zero outsIDe; color:inherit; line-height:18px; margin:0px!important; padding:0px 3px 0px 10px!important"> DestroyCryptBlock(pBlock); returnrc; /***下面是加密函数的主体***/ intnKeySize) returnsqlite3CodecAttach(db,0); background-color:inherit">//释放与一个页相关的加密块 voID*pArg) if(pArg) DestroyCryptBlock((LPCryptBlock)pArg); #endif//#ifdefsqlITE_HAS_CODEC</pre> <pre></pre> 总结
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