文件编解码及加密读写

前言

简单了解对文本内容或二级制的内容，进行加密解密(也可以理解为编解码)操作。

Base64 编解码

base64 并不该算作一种加密方式，更倾向于他是一种编码方式，将二进制文件进行编码后，方便传输，同时编码后的内容可以进行反编码，恢复内容。

base64 文本编解码

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

    private static void basic() {
        String chinese = "中华人民共和国";
        System.out.println("origin is " + chinese);
        String encode = Base64.encodeBase64String(chinese.getBytes());
        System.out.println("encode --> " + encode);
        byte[] temp = Base64.decodeBase64(encode);
        String decode = new String(temp);
        System.out.println("decode --> " + decode);
    }

可以非常方便的使用 apache commons-codec 库中的 Base64 工具类进行关于 base64 的编解码工作。

base64 图片编码

比如在 Web 端常用的图片 base64 编码。

private static String imageToBase64(String path) {
    String prefix = processPrefix(path);
    String result = "";
    InputStream input;
    byte[] data = {};
    try {
        input = new FileInputStream(path);
        data = new byte[input.available()];
        input.read(data);
        input.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    result = Base64.encodeBase64String(data);
    return prefix + result;
}

以上便是把图片转换为 String 的 base64 实现，最终结果是类似 “data:image/filetype,xyz” 这样的数据。
这里需要注意的是不同类型的图片（文件），这里 image/filetype 中 filetype 顾名思义是文件类型，因此在转换时需要做特殊处理。

自定义加密/解密

通过以上实现，我们可以了解到，对文件进行编解码就是对文件中对应的输入内容进行一些算法操作，这样的算法操作有不同的目的，有的可能只是想获取文件的唯一标识，比如 MD5 等。有的是为了对输入内容进行一些[干扰]，使得常规的解码方式，无法识别对这些进行过干扰的内容，从而实现所谓的加密。这里就来尝试一下对文件的加密操作。

/**
 * 
 * @param filepath 要加密文件的路劲
 * @param outputPath 加密文件的输出路径
 * @param encrypt 是否加密，true 加密，false 解密
 * @return 是否成功
 */
public static boolean encryptFile(String filepath, String outputPath,boolean encrypt) {
    boolean result = false;
    File file = new File(filepath);
    File outputFile = new File(outputPath);
    outputFile.deleteOnExit();
    try {
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(outputFile);

        BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);
        BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);

        int n;
        while ((n = bufferedInputStream.read()) != -1) {
            // 加密/解密算法
            encrypt(bufferedOutputStream,n,encrypt);
        }
        bufferedInputStream.close();
        bufferedOutputStream.close();
        result = true;
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return result;
}

回归到本质，对文件进行加密/解密，其实就是文件内容通过自定义的方式添加和移除一些干扰项。比如上面的实现，encrypt 操作如果简单的实现为 bufferedOutputStream.write(n); 那么这个过程其实就是一个简单的文件复制操作而已，因此关于文件加解密的重点就是如何实现 encryt 方法。

private static void encrypt(BufferedOutputStream bos, int length, boolean encode) throws IOException {
    if (encode) {
        bos.write(length - 10);
    } else {
        bos.write(length + 10);
    }
}

可以看到，这里的加密操作还是非常简单的，就是在加密时对输出流的写操作偏移了 10 个长度，对应的解密操作，在对加密过后文件，进行恢复的时候，要进行相应的反向操作。

测试一下

public class Main {
    private static final String INPUT_FILE = "./resources/poet.txt";
    private static final String MIDDLE_FILE = "./resources/poet_secret.txt";
    private static final String OUTPUT_FILE = "./resources/poet_rollback.txt";

    public static void main(String[] args) {
        try (MethodCost cost = new MethodCost()) {

            boolean result = FileEncryptor.encryptFile(INPUT_FILE, MIDDLE_FILE, true);
            System.out.println("result is " + result);
        }
        try (MethodCost cost = new MethodCost()) {

            boolean result1 = FileEncryptor.encryptFile(MIDDLE_FILE, OUTPUT_FILE, false);
            System.out.println("result1 is " + result1);
        }
        simpleTextTest();
    }
}

output

result is true
method  cost :3617700
result1 is true
method  cost :1532200

从总体执行多次的结果来看，加密时间还是比解密长的。

再看一下最终输出的文件

文件变化

poet.txt

1
2
3

先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
。。。。。

poet_secret.txt

1	�{~ۮ��w�ޥ�岂�}�ڮ��y�ۅ��w��z�ܵv�vx ڱ�۳�޵�ݜ�岂ڮ�ޗ�ܬ�ߑ�岂ڮ�ݕ��vޞ

poet_rollback.txt

1
2

先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
。。。。。

这里以《出师表》全文作为实例，可以看到加密之后，txt 文本再次打开已经完全变成了乱码，解码之后的文件又恢复到了最初的样子。

总结

文本或二级制文件加密、解密本质上其实都是一样的，都是回归到对编码的再次操作，不同的加密或解密方式，唯一的区别就是编码方式的实现不同而已。