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基于Delphi的流编程实现文件加密器

数据流是面向对象程序设计语言中面向对象思想的典型体现,它彻底地取代了早期的利用函数实现输入输出的功能,克服了用函数实现输入输出功能的诸多弊端。简单来说,流就是建立在面向对象基础上的一种抽象的处理数据的工具。在流中,可定义一些处理数据的基本操作,如读取数据、写入数据等,程序员是对流进行操作,而不用关心流的另一头数据的真正流向。流不但可以处理文件,还可以处理动态内存、网络数据等多种数据形式。掌握好对流的操作在并程序中充分利用流的方便性,不仅能使在编写面向过程的程序时效率大大提高。本文以文件加密为例说明Delphi编程中流的概念及应用。


  一、流的基本概念

  在Delphi中,所有流对象的基类为TStream类,其中定义了所有流的共同属性和方法。

  TStream类中定义的属性介绍如下:

  (1)Size:此属性以字节为单位返回流中数据大小。

  (2)Position:此属性控制流中存取指针的位置。

  TStream类中定义的四个虚方法:

  (1)Read:此方法实现将数据从流中读出。

  函数原形为:

  Function Read(var Buffer;Count:Longint):Longint;virtual;abstract;

  参数Buffer为数据读出时放置的缓冲区,Count为需要读出的数据的字节数,该方法返回值为实际读出的字节数,它可以小于或等于Count中指定的值。

  (2)Write:此方法实现将数据写入流中。

  函数原形为:

  Function Write(var Buffer;Count:Lonogint):Longint;virtual;abstract;

  参数Buffer为将要写入流中的数据的缓冲区,Count为需要写入数据的长度字节数,该方法返回值为实际写入流中的字节数。

  (3)Seek:此方法实现流中指针的移动。函数原形如下:Function Seek(Offset:Longint;Origint:Word):Longint;virtual;abstract;参数Offset表示以Origint为基准指针移动的方向和字节数,为正表示指针从数据头向数据尾移动,为负表示指针从数据尾向数据头方向移动。参数Origint指出指针移动参照的基准,其可能的取值如下:a)soFrombeginning:Offset以数据开始处为基准移动,此时Offset必须大于或者等于零。b)soFromCurrent:Offset以指针的当前位置为基准。c)soFromEnd:Offset以数据结束的位置为基准。此时Offset必须小于或者等于零。该方法返回值为移动后指针的位置。

  (4)Setsize:此方法实现改变数据的大小。

  函数原形为:

  Function Setsize(NewSize:Longint);virtual;

  TStream类中定义的三个静态方法:

  (1)ReadBuffer:此方法的作用是从流中当前位置读取数据。函数原形为:Procedure ReadBuffer(var Buffer;Count:Longint);参数的定义跟上面的Read函数相同。需要注意的是,当读取的数据字节数与需要读取的字节数不相同时,该函数将产生EReadError异常。

  (2)WriteBuffer:此方法的作用是在当前位置向流写入数据。函数原形为:Procedure WriteBuffer(var Buffer;Count:Longint);参数的定义跟上面的Write函数相同,同样,当写入的数据字节数与需要写入的字节数不相同时,将产生EWriteError异常。

  (3)CopyFrom:此方法的作用是从其它流中拷贝数据流。函数原形为:Function CopyFrom(Source:TStream;Count:Longint):Longint;参数Source为源数据流,Count为拷贝的数据字节数。当Count大于0时,CopyFrom从Source参数的当前位置拷贝Count个字节的数据;当Count等于0时,CopyFrom设置Source参数的Position属性为0,然后拷贝Source的所有数据。

  Tstream派生类中最常用的是TFileStream类,该类一般被用来存取文件。建立一个TFileStream类实例声明如下:constructor Create(const Filename:string;mode:Word);其中Filename为文件名(包括路径),参数Mode为找开文件的方式,它包括文件的打开模式和共享模式,其可能的取值和意义可以参考相关帮助。

  TStream还有一个叫内存流的派生类TMemoryStream,它在内存中建立一个流对象,其基本方法和函数跟TFileStream类相似。
二、利用"流"实现exe文件的加密解密

  使用本方法加密exe文件时,要先建立两个exe文件,一个用来添加资源到另外一个exe文件里面,称为添加程序。另一个被添加的exe文件称为头文件,该文件的功能是在解密时把添加到自己里面的文件读出来。加密时,首先建立头文件,再将明文追加到头文件尾部并设置一个密码,生成密文;解密时,先校验密码,如正确,则将密文从头文件中读出,生成明文,否则报错。为了exe文件的加密,需要建立三个函数,其原型及功能如下:

  (a)Function Jmf_AddtoFile(SourceFile,PassWord,TargetFile:string):Boolean;
实现分别把文件SoureceFile和字符串PassWord添加到文件TargetFile尾部,如果添加成功就返回True;否则返回false。

  (b)Function Jmf_LoadFromFile(SourceFile,TargetFile:string):Boolean;
实现从SourceFile中取出文件并另保存为TargetFile。如果取出成功返回True,否则返回false。

  (c)Function Jmf_PassFromFile(var Password:string;SourceFile:string):Boolean;
实现从SourceFile中取出密码,保存在Password中。如果取出成功就返回True,否则返回false。
首先建立头文件。使用Delphi新建一工程,在窗口上放上一个TMaskEdit控件(属性name设置为password)和两个Button控件(属性name分别为:Unbind和Cancel;属性Caption分别为"解密"和"取消"),并在Unbind的Click事件中写入代码(参见代码部分),编译此程序生成head.exe头文件,并保留生成的head.res资源文件。

  再建一个工程,添加以下控件:二个Tedit控件(属性name分别设置为password和position)、一个OpenFileDialog控件、两个Tbutton控件(其中属性name分别设置为:Select和Encrypt;属性Caption分别设置为"选择文件"和"加密")。在Select的Click事件中实现对被加密exe文件的选择,在Encrpyt的Click事件中实现将明文和密码追加至head.exe文件结尾,需要注意的是,在该事件处理例程中调用了ExtractRes函数,其作用是把head.exe从资源文件中提取出来(在源程序中将head.res资源文件跟程序一起编译),生成编译程序生成可执行文件AddEncrypt.exe。

  在对文件进行加密时,先执行程序AddEncrypt,选择需要加密的exe文件,并在password中输入加密密码,点击"加密"按钮。源exe文件将被同名密文取代。解密时,执行加密程序,会弹出对话框询问密码,用户输入密码后,如密码正确则程序正常运行,否则程序将报错,无法运行。需要注意的是,上面的程序只不过简单地把一个文件添加到另一个文件的尾部,实际应用中可改成添加多个文件,实现过程中只要根据实际大小和个数定义好偏移地址就可以了。因为篇幅有限,文中只给出了源程序的关键代码,有兴趣的读者可自行扩弃完善。源程序清单如下:

Function Jmf_AddtoFile(SourceFile,PassWord,TargetFile:String):Boolean;
 Var
  Target,Source:TFileStream;
  MyFileSize,PassWordSize:integer;
 Begin
  Try
   Source:=TFileStream.Create(SoureceFile,fmOpenRead or fmShareExclusive);
   Target:=TFileStream.Create(TargetFile,fmOpenWrite of fmShareExclusive);
   Try
    Target.Seek(0,soFromEnd);{往尾部添加资源}
    Target.CopyFrom(Source,0);
    MyFileSize:=Source.Size++Sizeof(MyFileSize);{计算资源大小,并写入辅程尾部}
    Target.WriteBuffer(MyFilesSize,sizefo(MyFileSize));
    PassWordSize:=Sizeof(PassWord)+sizeof(PassWordSize);
    Target.Seek(0,soFromEnd);
    Target.WriteBuffer(PassWord,Sizeof(PassWord));
    Target.WriteBuffer(PassWordSize,sizeof(PassWordSize));
   Finally
    Target.Free;
    Source.Free;
   End;
   Except
    Result:=False;
    Exit;
   End;
  Reslut:=True;
  End;

Function Jmf_LoadFromFile(SourceFile,TargetFile:string):Boolean;
 Var Source:TFileStream;
  Target:TmemoryStream;
  MyFilesize,Position:integer;
 Begin
  Try
   Target:=TmemoryStream.Create;
   Source:=TFileStream(SourceFile,fmOpenRead or fmShareDenyNone);
   Try
    Source.Seek(-sizeof(Position),soFromEnd);
    Source.ReadBuffer(Position,sizeof(Position));
    Source.Seek(-Position-sizefo(MyFileSize),soFromEnd);
    Source.ReadBuffer(MyFileSize,sizeof(MyFileSize));{读出资源大小}
    Source.Seek(-Position-MyFileSize,soFromEnd);{定位到资源位置}
    Target.CopyFrom(Source,MyFileSize-sizefo(MyFileSize));{取出资源}
    Target.SaveToFile(TargetFile);{存放到文件}
   finally
    Target.Free;
    Source.Free;
   end;
  except
   Result:=false;
   Exit;
  end;
  Result:=true;
 end;

Function Jmf_PassFromFile(var password:string;SourceFile:string):Boolean;
 Var
  Source:TFileStream;
  PassWor

补充:综合编程 , 安全编程 ,
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