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总结C语言在嵌入式开发中应用的知识点(文件数据的加密与解密)

2016-01-07 21:21 881 查看
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);">     好几天没写总结了,因为最近特别特别忙,各种驱动的代码都要我去改去测试,我主要最近主要是在搞驱动中数据,文件加密解密这块,就这块内容,便运用到了C语言最核心的两个知识点---数组和指针。</span>






加密数据和文件为什么要用到指针和数组?

首先你要打开一个文件,那么在标准C中,你可以定义一个文件描述符,标准C语言提供了fopen ,fread,fwrite,fseek等等的一些操作文件的接口,我们不妨来看看,这些接口到底是怎么使用的。

函数原型:FILE * fopen(const char * path,const char *mode);

返回值:文件顺利打开后,向该流的文件指针就会被返回。如果文件打开失败则返回NULL,并把错误代码存在errno中。

一般而言,打开文件后会做一些文件读取或写入的动作,若打开文件失败,接下来的读写动作也无法顺利进行,所以一般在fopen()后作错误判断及处理。

mode有下列几种形态字符串:

r 以只读方式打开文件,该文件必须存在。

r+ 以可读写方式打开文件,该文件必须存在。

w 打开只写文件,若文件存在则文件长度清为0,即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。

等等….

废话不多说,上代码:

#include<stdio.h>
//定义一个文件的路径
#define F_PATH "d:\\myfile\\file.dat"
int main(void)
{
FILE*fp=NULL;//需要注意,最好初始化为空,因为文件流也是指针
fp=fopen(F_PATH,"r");//以只读方式打开
if(NULL==fp)
{
return -1;//要返回错误代码
}
fclose(fp);//关闭文件描述符
fp=NULL;//需要指向空,否则会指向原打开文件地址

return 0;
}


打开方式总结:各种打开方式主要有三个方面的区别:

①打开是否为二进制文件,用“b”标识。

②读写的方式,有以下几种:只读、只写、读写、追加只写、追加读写这几种方式。

③对文件是否必须存在、以及存在时是清空还是追加会有不同的响应。

当然,我只是举了一个最简单的例子,如果你有兴趣,慢慢去尝试。

以下是linux系统编程的open 打开文件的操作:

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
int fd,size;
char s [ ]=”Linux Programmer!\n”,buffer[80];
fd=open(“/tmp/temp”,O_WRONLY|O_CREAT);
write(fd,s,sizeof(s));
close(fd);
fd=open(“/tmp/temp”,O_RDONLY);
size=read(fd,buffer,sizeof(buffer));
close(fd);
printf(“%s”,buffer);
}




在UNIX系统编程中,打开文件还可以用open这个函数,具体怎么用自己百度!!要养成看函数的习惯,看多了自然就会了,其实这么厚一本,6-7百页,等你会了10个,那6-7百页的东西就都会了,只是函数而已嘛,拿来用就行了,至于会不会用,那要问问你自己C语言学得怎么样,还有对操作系统的理解程度怎么样。

以上说的是打开文件的一些简单操作,当然还有读,写,偏移等等。

函数原型:

size_t fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream);

buffer

用于接收数据的内存地址

size

要读的每个数据项的字节数,单位是字节

count

要读count个数据项,每个数据项size个字节.

stream

输入流

返回值:实际读取的元素个数。如果返回值与count不相同,则可能文件结尾或发生错误。从ferror和feof获取错误信息或检测是否到达文件结尾。

写:size_t fwrite(const void* buffer, size_t size, size_tcount, FILE* stream);

注意:这个函数以二进制形式对文件进行操作,不局限于文本文件

返回值:返回实际写入的数据块数目

(1)buffer:是一个指针,对fwrite来说,是要获取数据的地址;

(2)size:要写入内容的单字节数;

(3)count:要进行写入size字节的数据项的个数;

(4)stream:目标文件指针

(5)返回实际写入的数据项个数count。

偏移:

int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);

函数设置文件指针stream的位置。如果执行成功,stream将指向以fromwhere(偏移起始位置:文件头0(SEEK_SET),当前位置1(SEEK_CUR),文件尾2(SEEK_END))为基准,偏移offset(指针偏移量)个字节的位置。如果执行失败(比如offset超过文件自身大小),则不改变stream指向的位置。

返回值:
成功,返回0,失败返回-1,并设置errno的值,可以用perror()函数输出错误。

与此类似的UNIX接口有:open , read , write ,lseek,create ,opendir ,readdir,等等,慢慢学慢慢用,孰能生巧。

那么,为什么说这些知识点用到了加密解密上了,怎么用的?

比如,现在有一串密码.

I123W598DWADA88DASDAJ

这串密码需要进行加密,那么我们先用一个char型的数组将它保存起来。

Charbuffer[] = {‘ I’,1,2,3,’W’,5,9,8,’D’,’W’,’A’,’D’,’A’,8,8,’D’,’A’,’S’,’D’,’A’,’J’} ;

那如何加密?

我们可以用下面的方法来对这串数组进行简单的加密:

#include <stdio.h>
#define  NR(x)  (sizeof(x)/sizeof(x[0]))

unsigned char buffer[] = {'I',1,2,3,'W',5,9,8,'D','W','A','D','A',8,8,'D','A','S','D','A','J' } ;

//加密
void  Crypt_Data(unsigned char buffer[]);
//解密
void  Uncrypt_Data(unsigned char buffer[]);
int main(void)
{
static int i = 0 ;
//将数组加密
Crypt_Data(buffer);
//将数组解密
Uncrypt_Data(buffer);
//数组输出
for(i = 0 ; i < NR(buffer) ; i++){
if(buffer[i] < 60)
buffer[i] = buffer[i] + '0' ;
else
buffer[i] = buffer[i] ;
}
printf("%s\n",buffer);
return 0 ;
}

//加密
void  Crypt_Data(unsigned char buffer[])
{
static int i = 0 ;
for(i = 0 ; i < NR(buffer) ; i++)
{
buffer[i] << 1 ;   //将数组中每个数据按位左移1位
buffer[i] += 2 ;   //左移完都加上2
buffer[i] += 3 ;   //都加上2后都加上3
buffer[i] >> 4 ;   //整体数据按位左移4位
}
}

//解密
void  Uncrypt_Data(unsigned char buffer[])
{
static int i = 0 ;
for(i = 0 ; i < NR(buffer) ; i++)
{
buffer[i] >> 1 ;   //按照加密的格式将数组解密出来
buffer[i] -= 2 ;
buffer[i] -= 3 ;
buffer[i] << 4 ;
}
}
运行结果:
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好像没和文件有什么关系对吧?哈哈,这就需要开动脑经啦。如果现在数据都在一个文件里,我要将数据读出来,然后进行加密操作存在一个数组里去,接着将原来的文件的数据清空,然后再写到这个文件里去。思路就是这样子:
首先你先创建一个文件写上我说的‘ I’,1,2,3,’W’,5,9,8,’D’,’W’,’A’,’D’,’A’,8,8,’D’,’A’,’S’,’D’,’A’,’J’这串数据

接着你就可以编程进行操作了:

1 、 fopen :打开文件

2、fread :从文件里读数据存到一个buffer数组里

3、加密

4、fclose :关闭文件描述符

5、fopen以清空文件的模式接着打开这个文件。

6、lseek:偏移文件指针的位置

7、fwrite 将加密完的数据写入这个文件

8、加密完成

9、fclose:关闭文件描述符

加密操作大概就是这个样子,解密也是一样的,不用多说了。

同时,以上的在linux下开发也可以用open , read , write , lseek ,close这些接口来代替。

但是UNIX接口对于块数据效率会比较高,对于小的数据效率就低了,所以,在文件不大的情况下(小于一块),建议还是使用标准C的接口。

今天就到这里,往后遇到什么问题,再做总结
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