[android] 안드로이드 앱에서의 오프라인 지원을 위한 데이터 압축 기술

15 Dec 2023

android

이번 포스트에서는 안드로이드 앱에서의 오프라인 지원을 위한 데이터 압축 기술에 대해 알아보겠습니다. 모바일 앱을 개발하는 경우 네트워크 연결이 불안정한 환경을 고려해야 합니다. 때로는 사용자가 오프라인 상태에서도 앱을 사용할 수 있어야 합니다. 이를 위해서 데이터의 효율적인 압축 및 저장 방법이 필요합니다.

1. 데이터 압축 알고리즘

1.1 Gzip 압축

Gzip은 안드로이드 플랫폼에 내장된 알고리즘으로, 데이터를 효율적으로 압축하는 데 사용됩니다. Gzip을 통해 텍스트, 이미지 및 기타 파일 형식을 압축하여 전송 및 저장 용량을 줄일 수 있습니다.

import java.util.zip.GZIPOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;

public void compressFile(String sourceFile, String targetFile) {
  try {
    FileInputStream fis = new FileInputStream(sourceFile);
    GZIPOutputStream gzos = new GZIPOutputStream(new FileOutputStream(targetFile));
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = fis.read(buffer)) > 0) {
      gzos.write(buffer, 0, len);
    }
    fis.close();
    gzos.finish();
    gzos.close();
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  }
}

import java.util.zip.GZIPOutputStream
import java.io.FileOutputStream
import java.io.FileInputStream
import java.io.IOException

fun compressFile(sourceFile: String, targetFile: String) {
  try {
    val fis = FileInputStream(sourceFile)
    val gzos = GZIPOutputStream(FileOutputStream(targetFile))
    val buffer = ByteArray(1024)
    var len: Int
    len = fis.read(buffer)
    while (len >= 0) {
      gzos.write(buffer, 0, len)
      len = fis.read(buffer)
    }
    fis.close()
    gzos.finish()
    gzos.close()
  } catch (e: IOException) {
    e.printStackTrace()
  }
}

1.2 LZ4 압축

LZ4는 빠르고 효율적으로 데이터를 압축하는 알고리즘으로, 안드로이드 앱에서의 오프라인 기능을 지원하기에 적합합니다. 높은 속도와 낮은 메모리 사용량을 가지고 있어 앱의 성능에 영향을 미치지 않으면서 데이터를 압축할 수 있습니다.

import net.jpountz.lz4.LZ4FrameOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;

public void compressData(byte[] sourceData, String targetFile) {
  try {
    LZ4FrameOutputStream out = new LZ4FrameOutputStream(new FileOutputStream(targetFile));
    out.write(sourceData);
    out.close();
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  }
}

import net.jpountz.lz4.LZ4FrameOutputStream
import java.io.FileOutputStream
import java.io.IOException

fun compressData(sourceData: ByteArray, targetFile: String) {
  try {
    val out = LZ4FrameOutputStream(FileOutputStream(targetFile))
    out.write(sourceData)
    out.close()
  } catch (e: IOException) {
    e.printStackTrace()
  }
}

2. 데이터 암호화

압축된 데이터를 안전하게 보호하기 위해서는 데이터를 암호화해야 합니다. 안드로이드 앱에서는 Android Keystore를 사용하여 데이터를 안전하게 저장할 수 있습니다.

import android.security.keystore.KeyGenParameterSpec;
import android.security.keystore.KeyProperties;
import java.security.KeyStore;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;

public class DataEncryptor {
  public static byte[] encryptData(byte[] data) {
    try {
      KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");
      keyStore.load(null);
      KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, "AndroidKeyStore");
      keyGenerator.init(new KeyGenParameterSpec.Builder("myKeyAlias", KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT | KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)
              .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC)
              .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7)
              .build());
      SecretKey key = keyGenerator.generateKey();
      Cipher cipher = Cipher.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES + "/"
              + KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC + "/"
              + KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7);
      cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
      return cipher.doFinal(data);
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return null;
  }
}

import android.security.keystore.KeyGenParameterSpec
import android.security.keystore.KeyProperties
import java.security.KeyStore
import javax.crypto.Cipher
import javax.crypto.KeyGenerator
import javax.crypto.SecretKey

object DataEncryptor {
  fun encryptData(data: ByteArray): ByteArray {
    return try {
      val keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore")
      keyStore.load(null)
      val keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, "AndroidKeyStore")
      keyGenerator.init(KeyGenParameterSpec.Builder("myKeyAlias", KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT or KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)
              .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC)
              .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7)
              .build())
      val key = keyGenerator.generateKey()
      val cipher = Cipher.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES + "/"
              + KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC + "/"
              + KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7);
      cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key)
      cipher.doFinal(data)
    } catch (e: Exception) {
      e.printStackTrace()
      null
    }
  }
}

결론

안드로이드 앱에서의 오프라인 지원을 위해 데이터를 효율적으로 압축하고, 안전하게 암호화하는 기술은 매우 중요합니다. Gzip 및 LZ4와 같은 압축 알고리즘 및 Android Keystore를 활용하여 데이터의 안전한 관리와 오프라인 상황에서의 뛰어난 성능을 제공할 수 있습니다.

이러한 기술을 통해 모바일 앱의 사용자 경험을 향상시키고, 네트워크 연결이 불안정한 상황에서도 어플리케이션의 신뢰성을 높일 수 있습니다.

위의 내용들은 참고 문헌을 토대로 작성되었습니다. 필요하다면 추가적인 참고 문헌을 참조하시기 바랍니다.