JAVA文本文檔的加密與解密

1、蘭州理工大學課程設計華文行楷，加粗，28計算機與通信學院課程設計說明書此處寫畢業(yè)設計的題目，黑體、小一、加粗文本文檔的加密與解密 作 者：王念政 學 號：11700230 專 業(yè)：軟件技術 班 級：軟件二班 指導教師：高瑋軍 答辯時間：2012年6月25日20文本文檔的加密與解密姓名：王念政學號：11700230 摘 要隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，人們的個人信息、網(wǎng)絡間的文件傳遞、電子商務等方面都需要大力的保護，文件加密技術也就隨之產(chǎn)生。文件的加密主要是由加密算法實現(xiàn)，加密算法有多種，常見的有RSA、DES、MD5等。但是這些算法雖然原理簡單，但具體實現(xiàn)起來卻非常繁瑣復雜，故而本程序設計對文件的加

2、密使用的是最基礎的異或加密算法。Java語言具有簡單、安全、可移植、面向?qū)ο?、健壯、多線程、體系結構中立、解釋執(zhí)行、高性能、分布式和動態(tài)等主要特點。Java是一門很優(yōu)秀的編程語言，是目前軟件設計中極為健壯的編程語言。Java不僅可以用來開發(fā)大型的應用程序，而且特別適合于Internet的應用開發(fā)。Java確實具備了“一次寫成，處處運行”的特點，所以，Java已經(jīng)成為網(wǎng)絡時代最重要的編程語言之一。本程序充分利用Java語言的特點，針對當下社會比較重視的文件加密，設計了本程序。使用本程序可以對txt，word等多種文件進行加密解密，使用便捷實用，功能完善，滿足了用戶對文件安全性的需求。關鍵詞：JA

3、VA ； 加密； 解密；目 錄一、課設任務及要求1二、需求分析1三、設計思路1四、詳細設計24.1程序流程圖24.2圖形用戶界面模塊34.3加密操作模塊44.4解密操作模塊54.5文件保存模塊54.6文件選擇模塊6五、運行調(diào)試與分析討論85.1加密85.2 解密125.3分析討論13六、設計體會與小結14參考文獻15一、課設任務及要求任務：圖形化界面（GUI）編程，編寫一個加密與解密程序 要求：（1）采用圖形用戶界面（2）給定任意一個文本文件，進行加密，生成另一個文件（3）對加密后的文件還原(解密）二、需求分析基本要求：1.用圖形用戶界面實現(xiàn)，建立菜單。2. 給定任意一個文本文件，進行加密，生

4、成另一個文件。3對加密后的文件還原。分析如下：1向圖形用戶界面中添加組件。2設置各個組件的布局。3.添加窗口事件。4. 查找讀入及寫入文件，并顯示。5.加密功能實現(xiàn)。6.解密功能實現(xiàn)。三、設計思路本程序采用傳統(tǒng)的異或加密算法，沒有采用DES算法，但對于世界上公認的DES是一種分組加密算法，是以64位為分組對數(shù)據(jù)加密。64位一組的明文從算法的一端 輸入，64位的密文從另一端輸出。密鑰的長度為56位(密鑰通常表示為64位的數(shù)，但每個第8位都用作奇偶檢驗，可以忽 略)。密鑰可以是任意的56位數(shù)，且可以在任意的時候改變。 本程序采用的算法與DES相同的一點是：都是一個對稱算法：及加密和解密用的是同一個

5、算法。我們也許知道公認的DES算法的工作過程，那就是：若Mode為加密，則用Key對數(shù)據(jù)Data進行加密，生成Data的密碼 形式（64位）作為DES的輸出結果；若Mode為解密，則用Key對密碼形式的數(shù)據(jù)Data解密，還 原為Data的明碼形式（64位）作為DES的輸出結果。但是，重要的是本程序首先經(jīng)“打開”菜單項，進入文件選擇模塊，讀取字符流，輸出文本文檔后，在一個數(shù)組中，對字符進行異或運算，從而達到加密的效果。在通信網(wǎng)絡的兩端，雙方約定了一致的Key，在通信的源點用Key對核心數(shù)據(jù)進行DES加密 ，然后以密碼形式通過公共通信網(wǎng)（如電話網(wǎng)）傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡的終點，數(shù)據(jù)達到目的 地后，用同樣的

6、Key對密碼數(shù)據(jù)進行解密，便再現(xiàn)了明碼形式的核心數(shù)據(jù)。這樣便保證了核 心數(shù)據(jù)（如PIN，MAC等）在公共通信網(wǎng)中傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?。通過定期在通信網(wǎng)絡的源 端和目的端同時改用新的Key，便能更進一步提高數(shù)據(jù)的保密性，這正是現(xiàn)在金融界交易網(wǎng) 絡的流行作法。 簡單地說，DES算法只不過是加密的其中一種技術，通過一個初始置換，將明文分組分成左半部分和右半部分，各32位 長。然后進行16輪相同的運算，這些相同的運算被稱為函數(shù)f，在運算過程中數(shù)據(jù)和密 鑰相結合。經(jīng)過16輪運算后左、右部分在一起經(jīng)過一個置換（初始置換的逆置換），這樣算 法就完成了。 本程序雖然沒有采用此算法，而是采用眾所周知的與DES有

7、相似之處的異或算法，實際上是降低了程序的復雜度，使其更清晰，但功能依舊很強大，可見優(yōu)勢也是很多的。四、詳細設計4.1程序流程圖該程序的模塊調(diào)用十分簡單明了，所以主程序的運行也很清晰，以下就是主程序的詳細流程圖，如圖4-1所示開始彈出文件加密器對話框點擊“文件”菜單下的“打開”，獲得文件對顯示在瀏覽窗口的“文件”加密生成加密文件點擊“保存”，選擇路徑，生成新文件，并以“.txt”命名點擊“文件”菜單下的“打開”，獲得加密后的文件對顯示在瀏覽窗口的“文件”解密生成解密文件結束圖4-1流程圖4.2圖形用戶界面模塊在圖形用戶界面，設置兩個面板，并分別設置顯示其組件的布局。設置兩個菜單項，分別為“打開”

8、和“保存”；設置兩個按鈕，分別為“加密”和“解密”；創(chuàng)建一個文本區(qū)，用一個標簽注明“文件瀏覽窗口”，這就是整個圖形用戶界面。 此外，還添加了一個窗口事件windowClosing，可以關閉運行的程序。窗口事件的代碼實現(xiàn)：addWindowListener(new WindowAdapter() public void windowClosing(WindowEvent e) System.exit(0); );4.3加密操作模塊本程序采用簡單的加密算法，即把從文本區(qū)獲得的文本文件，初始化，存放到一個數(shù)組中，然后進行異或運算，把結果重新存放于該數(shù)組中，從而顯現(xiàn)在“文件瀏覽窗口”中。代碼實現(xiàn)：if

9、(e.getSource()=button1)char a=texta.getText().toCharArray();/*把texta中獲得的文本，進行初始化，與原字符串長度相等，并將該字符串對象的全部字符復制到該數(shù)組a中*/texta.setText(null);int n;char secret=' 'for(int i=0;i<a.length;i+)char c=(char)(secretai ;/進行異或運算) texta.append(""+c);4.4解密操作模塊 解密操作其實同加密操作相同，依舊首先打開加密后的文件，使其顯示在文本區(qū)中

10、，再同樣對數(shù)組里的元素進行初始化，進行異或運算，即可得到解密后的文件，再顯示到“文件瀏覽窗口”中。 入口參數(shù)：指定文件路徑代碼實現(xiàn)：if(e.getSource()=button2)char a=texta.getText().toCharArray();texta.setText(null);int n;char secret=' 'for(int i=0;i<a.length;i+)char c=(char)(secretai);/再次異或運算，即還原texta.append(""+c);4.5文件保存模塊本程序最大的特點就是：可以選擇是否保存加密

11、后的文本文件。因為加密后的文件先顯示在文本區(qū)中，之后選擇菜單項“保存”，即可彈出“保存對話框”，進行查找寫入文件，寫入字符流，從而實現(xiàn)保存。代碼實現(xiàn)：if(e.getSource()=itemSave)/查找寫入的文件filedialog_save.setVisible(true);if(filedialog_save.getFile()!=null)tryFile file=new File(filedialog_save.getDirectory(),filedialog_save.getFile();FileWriter tofile=new FileWriter(file);/寫入字符

12、流BufferedWriter out=new BufferedWriter(tofile);out.write(texta.getText(),0,(texta.getText().length();out.close();tofile.close();catch (IOException e2)4.6文件選擇模塊 同上個文件保存模塊類似，依舊在選擇菜單項“打開”后，查找讀入文件，讀取字符流，彈出“打開對話框”，從而可實現(xiàn)獲取文件。 出口值：被選文件的路徑代碼實現(xiàn)：public void actionPerformed(ActionEvent e)/查找讀入文件if(e.getSource(

13、)=itemOpen)filedialog_load.setVisible(true);texta.setText(null);String s;if(filedialog_load.getFile()!=null)tryFile file=new File(filedialog_load.getDirectory(),filedialog_load.getFile();FileReader file_reader=new FileReader(file);/讀取字符流BufferedReader in=new BufferedReader(file_reader);while(s=in.re

14、adLine()!=null)texta.append(s+'n');in.close();file_reader.close();catch (IOException e1)五、運行調(diào)試與分析討論5.1加密 首先在我機器C盤文件夾名為1的文件夾離創(chuàng)建一個名為Example.txt文本文件用做測試。 運行程序，彈出如圖5-1的對話框圖5-1運行程序點擊“文件”，選擇“打開”，即彈出“打開”對話框，選擇一個文本文件，如圖5-2。 圖 5-2選擇加密文件 選擇文件后，即可在“文件瀏覽窗口”中顯示文本的信息，點擊“加密”按鈕，即可在“文件瀏覽窗口”看到加密后的文件（如圖5-3）。圖

15、5-3 生成加密文件對加密后的密文進行保存，選擇“文件”下的“保存”，即可彈出“保存”對話框，選擇路徑，即可保存，如圖5-4和5-5所示。 圖 5-4 保存加密文件圖 5-5 瀏覽加密文件5.2 解密解密操作中對文件選擇，密碼輸入和加密操作是一樣的。將剛剛加密的程序進行解密，打開密文文件，選擇“加密與解密”窗口下“解密”按鈕，點擊，即可解密，如圖5-6所示。圖5-6 加密5.3分析討論在程序設計之初，考慮的是如何實現(xiàn)DES算法，但發(fā)現(xiàn) DES算法對于本次小程序來說，的確過于繁瑣，但當我們發(fā)現(xiàn)采用簡化后的DES算法-異或算法也可實現(xiàn)本功能，所以以后大大減少了工作量，可以說用Java語言是程序?qū)崿F(xiàn)

16、的一個成功之處。Java語言具有簡單、安全、可移植、面向?qū)ο蟆⒔?、多線程、體系結構中立、解釋執(zhí)行、高性能、分布式和動態(tài)等主要特點。而且，我覺得隨著科技的不斷進步，Java語言的優(yōu)越性會不斷地被挖掘出來，因為Java語言也是有生命的，它是不斷被人們的需求演變的越來越強大，這些，我覺得不言而喻。但往后，我想只有在不斷的使用以后才能體會到，在發(fā)現(xiàn)Java擁有秘密密鑰工廠后更是感受到它的強大。Java的JDK幫助文檔對于使用Java編程是非常有幫助的，在我們編程過程中，遇到的一些不清楚的地方，都是靠它才得以解決，同時對Java語言的了解也更方便、深入了。程序利用Java圖形界面設計了一個方便用戶操作

17、的窗口，使得程序運行的時候更想是個封裝好的運用程序，不過我知道離這個還是有很大距離的，而程序所要提升空間非常大，現(xiàn)在界面所能實現(xiàn)的也就幾個操作而已。但我們一致認為：如果程序要再做的強大點，可以引入其他的加密算法共用戶選擇，還可以設計成同時對多個文件進行加密，不過這只能放到我們課下對此進行更深一步的研究了。程序的每個模塊實現(xiàn)的功能還算完整，層次間的調(diào)用還是比較清晰的，各個功能也得到了基本的實現(xiàn)。算法的時空分析，其實就是指算法的空間復雜度（包括時間復雜度和空間復雜度），其作用： 時間復雜度是度量算法執(zhí)行的時間長短；而空間復雜度是度量算法所需存儲空間的大小。程序的時間復雜度理論上是算不出來的，必須經(jīng)

18、過必須上機運行測試才能知道。但我們不可能也沒有必要對每個算法都上機測試。但我們可以知道本算法其實是DES算法的簡化，所以，肯定只需知道哪個算法花費的時間多，哪個算法花費的時間少就可以了，并且，一個算法花費的時間與算法中語句的執(zhí)行次數(shù)成正比例，DES對64位的明文分組進行操作,通過一個初始置換,將明文分組成左半部分Li和右半部分Ri,各32位長。然后進行16輪完全相同的運算，本程序直接采用數(shù)組，對其中的字符循環(huán)異或，只需進行一輪，所以時間復雜度T(n)是比較小的?？臻g復雜度O(n)也是一樣的，它是對程序占用內(nèi)存的分析，由公式T（n）=O（f（n）知，時間復雜度與空間復雜度均為O(n)。六、設計體

19、會與小結這次課程設計的要求并不多，只要實現(xiàn)加密與解密功能，而且只需要采用一種加密算法，但是為了本次課程設計，我們組也搜索了大量的資料，并根據(jù)在課堂上，書本上，老師講過的知識，結合自身主觀和客觀因素，制定了本次課程設計的目標，并齊心協(xié)力，完成了此次設計。通過本次的課程設計，我們還知道了許多自身存在的不足，例如僅掌握了一種加密算法，但在日益發(fā)達的社會商業(yè)等領域，加密解密需要做的還非常多，并且Java領域博大精深，我們現(xiàn)在只是學到了它的一點皮毛而已，所以還需多多努力。但是通過這些我還是學到了很多東西，先不說其他的，我最起碼最基礎的加密算法，而且以后可以運用到自己想要保密的文件當中去。通過這次課程設計

20、，我用JAVA語言實現(xiàn)，我這是我對JAVA語言有了根深的了解鞏固了以前學到的知識，也學習到了新的知識，課程設計雖然暫告一個段落，但我們學習Java的步伐不會終止。參考文獻（1）丁振凡.Java語言實用教程北京郵電大學出版社 （2）耿祥義.Java2實用教程清華大學出版社（3）趙付青.Java面向?qū)ο蟪绦蛟O計國防工業(yè)出版社.（4）耿祥義.Java課程設計清華大學出版社 附錄 源代碼import java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.io.*;import javax.swing.*;class Myframe extends Frame i

21、mplements ActionListener FileDialog filedialog_save,filedialog_load;Button button1,button2;Label label;MenuBar bar;Menu menu;MenuItem itemOpen,itemSave;TextArea texta;Myframe(String s) /創(chuàng)建對話框super(s); texta= new TextArea(38,160);button1= new Button("加密");button2= new Button("解密")

22、;menu=new Menu("文件");itemOpen=new MenuItem("打開");itemSave=new MenuItem("保存");label=new Label("文件瀏覽窗口");itemOpen.addActionListener(this);itemSave.addActionListener(this);button1.addActionListener(this);button2.addActionListener(this);filedialog_save=new FileDia

23、log(this,"保存文件對話框",FileDialog.SAVE);filedialog_load=new FileDialog(this,"打開文件對話框",FileDialog.LOAD);filedialog_save.addWindowListener(new WindowAdapter()public void windowClosing(WindowEvent e)filedialog_save.setVisible(false););filedialog_load.addWindowListener(new WindowAdapter(

24、)public void windowClosing(WindowEvent e)filedialog_load.setVisible(false););Box box1=Box.createHorizontalBox();/創(chuàng)建一個從左到右顯示其組件的 box1;Box box2=Box.createVerticalBox();/創(chuàng)建一個從上到下顯示其組件的 box2; Box box3=Box.createVerticalBox();Box boxbase=Box.createVerticalBox();Panel panel1=new Panel();Panel panel2=new P

25、anel();setMenuBar(bar=new MenuBar();bar.add(menu);menu.add(itemOpen); menu.add(itemSave);panel1.add(button1);panel1.add(button2);box1.add(panel1);box2.add(label);panel2.add(texta);box3.add(panel2);boxbase.add(box1);boxbase.add(box2);boxbase.add(box3);add(boxbase);setLayout(new FlowLayout();setBounds

26、(100,0,1200,750);setVisible(true); addWindowListener(new WindowAdapter() public void windowClosing(WindowEvent e) System.exit(0); );/“關閉”窗口事件;public void actionPerformed(ActionEvent e)/查找讀入文件if(e.getSource()=itemOpen)filedialog_load.setVisible(true);texta.setText(null);String s;if(filedialog_load.ge

27、tFile()!=null)tryFile file=new File(filedialog_load.getDirectory(),filedialog_load.getFile();FileReader file_reader=new FileReader(file);/讀取字符流BufferedReader in=new BufferedReader(file_reader);while(s=in.readLine()!=null)texta.append(s+'n');in.close();file_reader.close();catch (IOException e1)if(e.getSource()=itemSave)/查找