实验三 结对项目 加密与解密程序

实验三 结对项目

结对人： 董光耀 杨文雅

博客地址：

杨文雅 ：http://home.cnblogs.com/u/dongguangyao/

董光耀：http://www.cnblogs.com/ruanjiangongcheng/

一． 题目简介

所选项目名称：图形化界面（GUI）编程（加密与解密程序），本次实验利用java编译运行平台采用图形用户界面，对于给定任意一个文本文件进行加密，生成另一个文件。并且对加密后的文件还原（解密）。

二．代码地址：https://github.com/Kobe99999/test/blob/master/实验三%20结对项目（加密与解密）源码

三．结对分工情况：（两人共同决定选择项目名称以及整合源码）

董光耀负责：1.选择项目名称

2.项目分析

3.设计方案以及流程图

4、整合源码并调试运行

杨文雅负责：1.选择项目名称

2.项目分析

3.核心算法详细设计

4.整合源码并运行调试

最后两人一起整合、运行并调试代码

四． 结对实践过程



分工完成之后，各自先准备自己负责任务，最后整合在一起。

2.项目分析如下：

（1）向图形用户界面中添加组件。

（2）设置各个组件的布局。

（3）添加窗口事件。

（4）查找读入及写入文件，并显示。

（5）加密功能实现。

（6）解密功能实现。

3.设计方案：本程序采用传统的异或加密算法，没有采用DES算法，但对于世界上公认的DES是一种分组加密算法，是以64位为分组对数据加密。64位一组的明文从算法的一端输入，64位的密文从另一端输出。密钥的长度为56位(密钥通常表示为64位的数，但每个8位都用作奇偶检验，可以忽略)。密钥可以是任意的56位数，且可以在任意的时候改变。本程序采用的算法与DES相同的一点是：都是一个对称算法：及加密和解密用的是同一个算法。

我们也许知道公认的DES算法的工作过程，那就是：若Mode为加密，则用Key对数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；若Mode为解密，用Key对密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。但是，重要的是本程序首先经“打开”菜单项，进入文件选择模块，读取字符流，输出文本文档后，在一个数组中，对字符进行异或运算，从而达到加密的效果。

在通信网络的两端，双方约定了一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式通过公共通信网（如电话网）传输到通信网络的终点，数据达到目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。这样便保证了核心数据（如PIN，MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性。通过定期在通信网络的源端和目的端同时改用新的Key，便能更进一步提高数据的保密性，这正是现在金融界交易网络的流行作法。

简单地说，DES算法只不过是加密的其中一种技术，通过一个初始置换，将明文分组分成左半部分和右半部分，各32位长。然后进行16轮相同的运算，这些相同的运算被称为函数f，在运算过程中数据和密钥相结合。经过16轮运算后左、右部分在一起经过一个置换（初始置换的逆置换），这样算法就完成了。本程序虽然没有采用此算法，而是采用众所周知的与DES有相似之处的异或算法，实际上是降低了程序的复杂度，使其更清晰，但功能依旧很强大，可见优势也是很多的。

流程图：



4、整合源码并调试运行

package mypack;

import java.awt.;

import java.awt.event.;

import javax.swing.;

import java.io.;

import java.security.;

import javax.crypto.;

import javax.crypto.spec.*;

/**

文件名：FileEncrypter.java JDK：1.40以上 说明：文件加密 加密方法：三重DES加密

加密过程：对选中的文件加密后在同文件夹下生成一个增加了".tdes" 扩展名的加密文件

解密过程：对选中的加密文件（必须有".tdes"扩展名）进行解密

*/

public class Test extends JFrame {

/**

*/

private static final long serialVersionUID = 1L;

public static final int WIDTH = 550;

public static final int HEIGHT = 200;

public static void main(String args[]) {

Test fe = new Test();

fe.show();

}

Test() {

this.setSize(WIDTH, HEIGHT);

this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

this.setResizable(false);

Toolkit tk = Toolkit.getDefaultToolkit();

Dimension screenSize = tk.getScreenSize();

this.setLocation((screenSize.width - WIDTH) / 2,

(screenSize.height - HEIGHT) / 2);

this.setTitle("文件加密器(TriDES)");

Container c = this.getContentPane();

c.setLayout(new FlowLayout());

final FilePanel fp = new FilePanel("文件选择");

c.add(fp);

final KeyPanel pp = new KeyPanel("密码");

c.add(pp);

JButton jbE = new JButton("加密");
c.add(jbE);
jbE.addActionListener(new ActionListener() {

public void actionPerformed(ActionEvent event) {

File file = new File(fp.getFileName());

if (file.exists())

encrypt(file.getAbsoluteFile(), pp.getKey());

else

JOptionPane.showMessageDialog(null, "请选择文件！", "提示",

JOptionPane.OK_OPTION);

}

});

JButton jbD = new JButton("解密");

c.add(jbD);

jbD.addActionListener(new ActionListener() {

public void actionPerformed(ActionEvent event) {

File file = new File(fp.getFileName());

if (file.exists())

decrypt(file.getAbsoluteFile(), pp.getKey());

else

JOptionPane.showMessageDialog(null, "请选择文件！", "提示",

JOptionPane.OK_OPTION);

}

});

}

/**

加密函数 输入： 要加密的文件，密码（由0-F组成，共48个字符，表示3个8位的密码）如：

AD67EA2F3BE6E5ADD368DFE03120B5DF92A8FD8FEC2F0746 其中： AD67EA2F3BE6E5AD

DES密码一 D368DFE03120B5DF DES密码二 92A8FD8FEC2F0746 DES密码三 输出：

对输入的文件加密后，保存到同一文件夹下增加了".tdes"扩展名的文件中。

*/

private void encrypt(File fileIn, String sKey) {

try {

if (sKey.length() == 48) {

byte[] bytK1 = getKeyByStr(sKey.substring(0, 16));

byte[] bytK2 = getKeyByStr(sKey.substring(16, 32));

byte[] bytK3 = getKeyByStr(sKey.substring(32, 48));

FileInputStream fis = new FileInputStream(fileIn);

byte[] bytIn = new byte[(int) fileIn.length()];

for (int i = 0; i < fileIn.length(); i++) {

bytIn[i] = (byte) fis.read();

}

// 加密

byte[] bytOut = encryptByDES(

encryptByDES(encryptByDES(bytIn, bytK1), bytK2), bytK3);

String fileOut = fileIn.getPath() + ".tdes";

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(fileOut);

for (int i = 0; i < bytOut.length; i++) {

fos.write((int) bytOut[i]);

}

fos.close();

JOptionPane.showMessageDialog(this, "加密成功！", "提示",

JOptionPane.OK_OPTION);

} else

JOptionPane.showMessageDialog(this, "密码长度必须等于48！", "错误信息",

JOptionPane.ERROR_MESSAGE);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

/**

解密函数 输入： 要解密的文件，密码（由0-F组成，共48个字符，表示3个8位的密码）如：

AD67EA2F3BE6E5ADD368DFE03120B5DF92A8FD8FEC2F0746 其中： AD67EA2F3BE6E5AD

DES密码一 D368DFE03120B5DF DES密码二 92A8FD8FEC2F0746 DES密码三 输出：

对输入的文件解密后，保存到用户指定的文件中。

*/

private void decrypt(File fileIn, String sKey) {

try {

if (sKey.length() == 48) {

String strPath = fileIn.getPath();

if (strPath.substring(strPath.length() - 5).toLowerCase()

.equals(".tdes"))

strPath = strPath.substring(0, strPath.length() - 5);

else {

JOptionPane.showMessageDialog(this, "不是合法的加密文件！", "提示",

JOptionPane.OK_OPTION);

return;

}

JFileChooser chooser = new JFileChooser();

chooser.setCurrentDirectory(new File("."));

chooser.setSelectedFile(new File(strPath));

// 用户指定要保存的文件

int ret = chooser.showSaveDialog(this);

if (ret == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {

byte[] bytK1 = getKeyByStr(sKey.substring(0, 16));

byte[] bytK2 = getKeyByStr(sKey.substring(16, 32));

byte[] bytK3 = getKeyByStr(sKey.substring(32, 48));

FileInputStream fis = new FileInputStream(fileIn);

byte[] bytIn = new byte[(int) fileIn.length()];

for (int i = 0; i < fileIn.length(); i++) {

bytIn[i] = (byte) fis.read();

}

// 解密

byte[] bytOut = decryptByDES(

decryptByDES(decryptByDES(bytIn, bytK3), bytK2),

bytK1);

File fileOut = chooser.getSelectedFile();

fileOut.createNewFile();

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(fileOut);

for (int i = 0; i < bytOut.length; i++) {

fos.write((int) bytOut[i]);

}

fos.close();

JOptionPane.showMessageDialog(this, "解密成功！", "提示",

JOptionPane.OK_OPTION);

}

} else

JOptionPane.showMessageDialog(this, "密码长度必须等于48！", "错误信息",

JOptionPane.ERROR_MESSAGE);

} catch (Exception e) {

JOptionPane.showMessageDialog(this, "解密失败，请核对密码！", "提示",

JOptionPane.OK_OPTION);

}

}

/**

用DES方法加密输入的字节 bytKey需为8字节长，是加密的密码

*/

private byte[] encryptByDES(byte[] bytP, byte[] bytKey) throws Exception {

DESKeySpec desKS = new DESKeySpec(bytKey);

SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("DES");

SecretKey sk = skf.generateSecret(desKS);

Cipher cip = Cipher.getInstance("DES");

cip.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sk);

return cip.doFinal(bytP);

}

/**

用DES方法解密输入的字节 bytKey需为8字节长，是解密的密码

*/

private byte[] decryptByDES(byte[] bytE, byte[] bytKey) throws Exception {

DESKeySpec desKS = new DESKeySpec(bytKey);

SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("DES");

SecretKey sk = skf.generateSecret(desKS);

Cipher cip = Cipher.getInstance("DES");

cip.init(Cipher.DECRYPT_MODE, sk);

return cip.doFinal(bytE);

}

/**

输入密码的字符形式，返回字节数组形式。 如输入字符串：AD67EA2F3BE6E5AD 返回字节数组：{

173,103,234,47,59,230,229,173 }

/

private byte[] getKeyByStr(String str) {

byte[] bRet = new byte[str.length() / 2];

for (int i = 0; i < str.length() / 2; i++) {

Integer itg = new Integer(16 getChrInt(str.charAt(2 * i))

+ getChrInt(str.charAt(2 * i + 1)));

bRet[i] = itg.byteValue();

}

return bRet;

}

/**

计算一个16进制字符的10进制值 输入：0-F

*/

private int getChrInt(char chr) {

int iRet = 0;

if (chr == "0".charAt(0))

iRet = 0;

if (chr == "1".charAt(0))

iRet = 1;

if (chr == "2".charAt(0))

iRet = 2;

if (chr == "3".charAt(0))

iRet = 3;

if (chr == "4".charAt(0))

iRet = 4;

if (chr == "5".charAt(0))

iRet = 5;

if (chr == "6".charAt(0))

iRet = 6;

if (chr == "7".charAt(0))

iRet = 7;

if (chr == "8".charAt(0))

iRet = 8;

if (chr == "9".charAt(0))

iRet = 9;

if (chr == "A".charAt(0))

iRet = 10;

if (chr == "B".charAt(0))

iRet = 11;

if (chr == "C".charAt(0))

iRet = 12;

if (chr == "D".charAt(0))

iRet = 13;

if (chr == "E".charAt(0))

iRet = 14;

if (chr == "F".charAt(0))

iRet = 15;

return iRet;

}

}

/**

文件选择组件。

*/

class FilePanel extends JPanel {

FilePanel(String str) {

JLabel label = new JLabel(str);

JTextField fileText = new JTextField(35);

JButton chooseButton = new JButton("浏览...");

this.add(label);

this.add(fileText);

this.add(chooseButton);

clickAction ca = new clickAction(this);

chooseButton.addActionListener(ca);

}

public String getFileName() {

JTextField jtf = (JTextField) this.getComponent(1);

return jtf.getText();

}

private class clickAction implements ActionListener {

clickAction(Component c) {

cmpt = c;

}

public void actionPerformed(ActionEvent event) {

JFileChooser chooser = new JFileChooser();

chooser.setCurrentDirectory(new File("."));

int ret = chooser.showOpenDialog(cmpt);

if (ret == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {

JPanel jp = (JPanel) cmpt;

JTextField jtf = (JTextField) jp.getComponent(1);

jtf.setText(chooser.getSelectedFile().getPath());

}

}

private Component cmpt;

}

}

/**

密码生成组件。

*/

class KeyPanel extends JPanel {

KeyPanel(String str) {

JLabel label = new JLabel(str);

JTextField fileText = new JTextField(35);

JButton chooseButton = new JButton("随机产生");

this.add(label);

this.add(fileText);

this.add(chooseButton);

clickAction ca = new clickAction(this);

chooseButton.addActionListener(ca);

}

// 返回生成的密码（48个字符长度）

public String getKey() {

JTextField jtf = (JTextField) this.getComponent(1);

return jtf.getText();

}

private class clickAction implements ActionListener {

clickAction(Component c) {

cmpt = c;

}

public void actionPerformed(ActionEvent event) {

try {

KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DES");

kg.init(56);

Key ke = kg.generateKey();

byte[] bytK1 = ke.getEncoded();

ke = kg.generateKey();

byte[] bytK2 = ke.getEncoded();

ke = kg.generateKey();

byte[] bytK3 = ke.getEncoded();

JPanel jp = (JPanel) cmpt;
JTextField jtf = (JTextField) jp.getComponent(1);
jtf.setText(getByteStr(bytK1) + getByteStr(bytK2)
+ getByteStr(bytK3));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

private String getByteStr(byte[] byt) {

String strRet = "";

for (int i = 0; i < byt.length; i++) {

// System.out.println(byt[i]);

strRet += getHexValue((byt[i] & 240) / 16);

strRet += getHexValue(byt[i] & 15);

}

return strRet;

}

private String getHexValue(int s) {

String sRet = null;

switch (s) {

case 0:

sRet = "0";

break;

case 1:

sRet = "1";

break;

case 2:

sRet = "2";

break;

case 3:

sRet = "3";

break;

case 4:

sRet = "4";

break;

case 5:

sRet = "5";

break;

case 6:

sRet = "6";

break;

case 7:

sRet = "7";

break;

case 8:

sRet = "8";

break;

case 9:

sRet = "9";

break;

case 10:

sRet = "A";

break;

case 11:

sRet = "B";

break;

case 12:

sRet = "C";

break;

case 13:

sRet = "D";

break;

case 14:

sRet = "E";

break;

case 15:

sRet = "F";

}

return sRet;

}

private Component cmpt;

}

}

五． 测试情况

1.程序运行结果：


加密:

1.单击“浏览”，选择文件“D:\新建文本文档.txt”，输入密码“974F83DCFE2967792FFE3B01520E68BADFD59273CE3EB5D6”（必须48位字符），单击“加密”。



2.弹出“加密成功”，单击“确定”。



解密:

1.单击“浏览”，选择文件“D:\新建文本文档.txt.tdes”，输入密码“974F83DCFE2967792FFE3B01520E68BADFD59273CE3EB5D6”（必须48位字符），单击“解密”。



2.弹出“保存”对话框，选择保存位置，单击“保存”。



3.弹出“解密”对话框，单击“确定”。



测试用例测试结果及截图：



package ch04;

import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.Before;

import org.junit.Test;

public class TestTest {

@Before
public void setUp() throws Exception {
}

@Test
public void test() {
fail("Not yet implemented");
}

}

六． 问题及心得

问题：在代码编译整合过程中出现了一些定义不当的问题，但是为了本次课程设计，我们组也搜索了大量的资料，并根据在课堂上、书本上、老师过的知识、结合自身主观和客观因素将代码修改并成功运行。

心得：这次实验报告虽然不容易但我们制定了本次课程设计的目标，并齐心协力，完成了次设计。通过本次的课程设计，我们还知道了许多自身存在的不足，例如仅掌握了一种加密算法，但在日益发达的社会商业等领域，加密解密需要做的还非常多，并且Java领域博大精深，我们现在只是学到了它的一点皮毛而已，所以还需多多努力。但是通过这些我还是学到了很多东西，先不说其他的，我最起码最基础的加密算法，而且以后可以运用到自己想要保密的文件当中去。