探索文件加解密

这篇文章主要介绍加密算法的另一使用场景——文件加解密。事实上，已于 16 年实现过加密文件的功能并用于公司的项目中。确保安全的前提下，此次分享只介绍些简单的加密方法和实现过程。更高级深入的研究还请自行解决。

前面介绍了常见的加解密算法和 Java 语言的实现，使用场景一般是在数据通信领域的报文加密。还记的 Alice 与 Bob 这对 CP 组合么？

DES 、 AES 算法将待加密的数据进行分块，以 8 字节、16 字节等其他划分方式进行分块加密操作最后合并成需要的明文。 RSA 算法建议只针对少量数据进行加密。当加密遇上文件时，只有对称加密算法更加适合。

1. 分析

文件加解密有三种使用场景，实现加密文件的难度递增。

1. 将文件一次解密读入内存或一次加密写入硬盘。
2. 边读文件边解密或边写文件边加密。
3. 对文件进行随机读写操作。

有三种加密方式可用：

1. 线性变换 ，适用所有场景。
2. 奇偶置换 ，适用于 1 和 2 ，勉强适用于 3 。
3. 分块加密 ，适用月 1，勉强适用于 2，很难适用于 3 。

后面 分别介绍三种方式及应用到不同场景中的代码实现。

2. 线性变换

线性变换用于单字节处理，所以满足全部三种场景，可以简单地表示为 y=f(x) ， x 表示加密前的字节， y 表示加密后的字节。加密算法取决于 f(x) 的实现方式。最简单的如： f(x)=(x+1)%256 ，破解的难度取决于函数 f(x) 的复杂度。

3. 奇偶置换

奇偶置换用于交换相邻两个字节，比如，置换前是 “ab”，置换后是 “ba”，这种方式最大的弱点就是很容易被破解。因此建议同 线性变换 方式结合使用。勉强适用于 3 主要是因为，每次随机读写的位置不一定是奇数位。

4. 分块加密

其实 奇偶置换 也是分块加密的一种特殊场景——块长等于 2 。因此只需要考虑到当前读写到是偶数位还是奇数位。熟悉的对称加密算法中，最短的分块长度是 8 。用于场景 1 不用多做考虑，场景 2 需要考虑之前已经读写的长度，若不是 8 的整数倍，需要特殊处理。至于场景 3 ，若您的生物 CPU 很强大，建议尝试下。

而且，使用分块加密不要使用 8 的整数倍块长，（不一定是 8 ，主要取决于你加密算法的块长），在使用不恰当的填充模式时，8 的整数倍块长加密后的数据会多 8 字节，加密前文件大小是 1M ，加密后就很可能变成 2M , 一般不被接受哈。

代码部分待实现完成后将完整奉上。

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