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C语言实现无规律数据加密、解密功能

发布时间：2020-08-19 15:36:29 作者：大昱
来源：脚本之家 阅读：284

在网络传输重要信息或存储重要文件信息时，大部分会对数据加密，保证数据的安全性。互联网上流行的可逆加密方式对数据的安全性没有保证，便自己写了一套安全性极高加密、解密方法。

方法的实现方式及特点：

1.采用指定单个字节加密转换(转换形式为ascll码表中0-128的形式，由1个字节拆分为三个字节，下面说明拆分方式)；

2.采用数组中随机数据减指定加密字节(比如当前数据ascll码为121,当前数组中的数据为222,结果为222-121=101，当然这个只是参考实例)；

3.采用随机指定数组方式(如果需要用到无规律加密方式，可以通过随机指定数组方式进行加密)；

4.指定很大的数据加密格式(比如使用1-2048字节中任意长度为一次的加密比例，大量数据分为多次加密)；

5.多次加密数据时，第一次加密数据生成数据头与加密信息，之后只生成加密信息(数据头包含使用的加密数组(比如数组1、数组2、等…，)和加密字节长度，解析数据时将会根据数据头获取到这些信息)；

6.加密字节为跳序形式(比如指定加密1,3,5字节或者指定为别的字节调序形式，只需简单改些代码就能实现)；

指定一个字节加密后拆分为三个字节表示为：

①第一个字节为随机数组中的随机数据(比如数组有8个数据，第一个字节范围0-7作为标记，用来解密使用)；
②第二个字节为加密后的数据拆分的一部分(小于128用来对上ascll码表)；
③第三个字节为采用的拆分格式(解密使用)。

下面贴上加密使用的数组：

//数组中的任意数据都可以修改为1-255之间，末尾数据为0防止数组越界
unsigned char Data1[] ={255,210,208,179,168,199,202,189,0};
unsigned char Data2[] ={166,207,205,196,191,190,163,180,0};
unsigned char Data3[] ={155,197,186,172,228,226,219,239,0};
unsigned char Data4[] ={188,229,192,254,252,212,230,217,0};
unsigned char Data5[] ={229,206,212,224,253,211,181,207,0};

目前代码中使用的是这5个数组，需要更大的随机性可以通过简单修改代码，写入更多的数组，数组中的数据在1-255(不建议写0，字符串中0为结尾)。

数据头定义格式：

  数据头1-3字节为“LKY”用来校验加密后的数据，如果数据中不存在，将不处理数据；
  数据头4-128字节为校验信息段，如果校验不正确，将不处理数据；
  数据头129-133字节为使用的指定数组进行加密(目前最大可以指定5个数组，同时使用5个数组进行对指定直接加密处理，修改代码可以增加更多的数组)；
  数据头134-256字节为补数据；
  数据头257-260字节为指定的加密长度(加密长度为1-2048)；
  数据头261-512字节为补数据；
  数据头的总长度为512个字节。

下面贴上.h文件(其中包括任意格式文件的加密、解密函数)：

#include <vector>

struct FileData
{
 CString Filename;
 LPVOID _this;
 bool bCover;
};

//数据加密解密类
class DataOperation
{
public:
 DataOperation();
 virtual ~DataOperation();
/***************************** 加密部分 ***************************/
 //设置加密数据（传入1表示使用unsigned char Data1[] ={255,210,208,179,168,199,202,189,193,0}数组加密）传入类型1-5，
 //如果传入数据超过5次，不再记录
 bool SetEncryptionData(int nCount);
 //设备每一次加密的数据长度值为0-2048，默认使用2048
 bool SetEncryptionLen(int nLen);
 //加密数据函数
 //返回加密完成的函数
 //如果传入的数据超过设置每一次加密的数据长度，将会采用设置的数据长度
 //第一次调用会生成512字节数据头与加密后的数据一起返回(比如需要加密3048个字节数据，第一次调用函数返回数据头和2048加密后的数据，第二次调用返回剩下1000个字节加密后的数据)
 char *EncryptionData(char * SrcData,int & nDataLen);
 //加密文件
 //参数一文件完整路径加名称
 //参数二 true为覆盖文件 false为创建文件名加_Temp的新文件
 bool EncryptionFile(CString Filename,bool bCover);
/**********************************************/

/****************** 解密部分 *****************************/
 //解析数据头信息，返回每一次解密需要传入的数据长度(使用加密后的数据前512字节为数据头信息传入函数获取到加密数据以及加密的数据长度等)
 int DecryptionHead(char * SrcData);
 //解密数据(传入加密后的数据以及数据长度，不要带数据头信息)
 //比如解密3048字节长度数据，去掉数据512个字节数据(数据头信息)，从513字节开始为需要解析的数据
 //nDataLen 为解析数据头返回的每次需要传入的数据长度
 char *DecryptionData(const char * SrcData,int & nDataLen);
 //解密文件
 bool DecryptionFile(CString Filename,bool bCover);
/************************************************/
private:
 //加密数据计算函数
 char *EncryptionData_(char * SrcData,int & nDataLen,char *HeadData = 0);
 //指定字节进行加密运算
 unsigned char *Encryption_Operation(std::vector<unsigned char *> VData,unsigned char SrcData[]);
 //获取指定的加密数组
 unsigned char * GetData_Operation(int nVal);
 //根据指定加密长度获取解密长度
 int GetDecryptionDataLen(int nDataLen);
 //指定字节进行解密运算
 unsigned char *Decryption_Operation(unsigned char * VData[],unsigned char SrcData[],int nVDataLen);
private:
 //保存需要使用的加密数据(只在加密数据时使用，解密时自动根据数据头信息获取加密数据)
 char m_EncryptionData[6];
 //保存需要使用的解密数据
 char m_DecryptionData[6];
 //
 int m_EncryptionDataLen;
 //
 int m_DecryptionDataLen;
 //
 bool m_bValidHead;
};

下面贴上.cpp文件：

#include "stdafx.h"
#include "Operation.h"

unsigned char Data1[] ={255,210,208,179,168,199,202,189,0};
unsigned char Data2[] ={166,207,205,196,191,190,163,180,0};
unsigned char Data3[] ={155,197,186,172,228,226,219,239,0};
unsigned char Data4[] ={188,229,192,254,252,212,230,217,0};
unsigned char Data5[] ={229,206,212,224,253,211,181,207,0};
//数组的长度
int DataLen = 8;
//获取数组
#define GetData(nVal)\
 Data##nVal;

DataOperation::DataOperation():m_EncryptionDataLen(2048),m_bValidHead(false),m_DecryptionDataLen(0)
{
 memset(m_EncryptionData,0,sizeof(m_EncryptionData));
 memset(m_DecryptionData,0,sizeof(m_DecryptionData));
 SetEncryptionData(2);
 SetEncryptionData(1);
}

DataOperation::~DataOperation()
{

}

//如果传入数据超过5次，不再记录
bool DataOperation::SetEncryptionData(int nCount)
{
 int nLen = strlen(m_EncryptionData);
 if (5 <= nLen)
 return false;
 m_EncryptionData[nLen] = nCount;
 return true;
}

//设备每一次加密的数据长度值为0-2048，默认使用2048
bool DataOperation::SetEncryptionLen(int nLen)
{
 if (0 >= nLen || 2048 < nLen)
 return false;
 m_EncryptionDataLen = nLen;
 return true;
}

//加密数据函数
char * DataOperation::EncryptionData(char * SrcData,int & nDataLen)
{
 if (0 == SrcData)
 return 0;
 if (!m_bValidHead)
 {
 //首先生出数据头，然后与数据合并
 char DataHead[513] = {0};
 int nInIdex = strlen("LKY");
 memcpy(DataHead,"LKY",nInIdex);
 //前128位校验数据头信息
 for (int i = 3;i < 128;i++)
 {
  DataHead[i] = ((DataHead[i - 1] + i)%128 + 1);
 }
 int ii = 0;
 //129-133为使用的加密数据
 for (int i = 128;i < 133;i++)
 {

  if (0 == m_EncryptionData[ii])
  {
  DataHead[i] = '0';
  }
  else
  {
  DataHead[i] = m_EncryptionData[ii];
  }
  ++ii;
 }
 //134-256为补数据
 for (int i = 133;i < 256;i++)
 {
  DataHead[i] = ((DataHead[i - 1] + i)%128 + 1);
 }
 //257-261为加密长度
 char EncryptionDataLen[5] = {0};
 itoa(m_EncryptionDataLen,EncryptionDataLen,10);
 ii = 0;
 for (int i = 256;i < 260;i++)
 {
  if (0 == EncryptionDataLen[ii])
  {
  DataHead[i] = '99';
  }
  else
  {
  DataHead[i] = EncryptionDataLen[ii];
  }
  ++ii;
 }
 //261-512为补数据
 for (int i = 260;i < 512;i++)
 {
  DataHead[i] = ((DataHead[i - 1] + i)%128 + 1);
 }
 m_bValidHead = true;
 return EncryptionData_(SrcData,nDataLen,DataHead);
 }
 return EncryptionData_(SrcData,nDataLen);
}


//加密数据计算函数
char *DataOperation::EncryptionData_(char * SrcData,int & nLen,char *HeadData)
{
 char pStrData[2048 + 513 + 26] = {0};
 int nIndex = 0;
 if (0 != HeadData)
 {
 memcpy(pStrData,HeadData,512);
 nIndex += 512;
 }
 int nOffset = 0,nLeft = 0;
 int nDataLen = (m_EncryptionDataLen <= nLen ? m_EncryptionDataLen : nLen);
 //获取加密数组
 std::vector<unsigned char *>VData;
 for(int ilen = 0;ilen < strlen(m_EncryptionData);ilen++)
 {
 int nVal = m_EncryptionData[ilen];
 unsigned char * DataArray = GetData_Operation(nVal);
 VData.push_back(DataArray);
 }
 int i = 0;
 //开始加密数据
 for (;i < nDataLen;(i = i * 2 + 1))
 {
 //拷贝没有加密的数据
 if (0 < i - nLeft)
 {
  memcpy(pStrData + nIndex,SrcData + nLeft,i - nLeft);
  nIndex += i - nLeft;
 }

 unsigned char StrTemp[4] = {0,SrcData[i],0,0};
 Encryption_Operation(VData,StrTemp);

 if(128 <= StrTemp[1])
 {
  StrTemp[1] = StrTemp[1] - 127;
  StrTemp[2] = 127;
 }
 else if (0 == StrTemp[1])
 {
  StrTemp[1] = '0';
  StrTemp[2] = '0';
 }
 else
 {
  StrTemp[1] = 128 - StrTemp[1];
  StrTemp[2] = '1';
 }

 //拷贝转换过的数据
 memcpy(pStrData + nIndex,StrTemp,strlen((char *)StrTemp));
 nIndex += strlen((char *)StrTemp);
 nLeft = i + 1;
 }

 if (nLeft < nDataLen && 0 != nIndex)
 {
 memcpy(pStrData + nIndex,SrcData + nLeft,nDataLen - nLeft);
 nIndex += nDataLen - nLeft;
 }
 else if (0 == nIndex)
 {
 nLen = nDataLen;
 return pStrData;
 }
 nLen = nIndex;
 return pStrData;
}

//指定字节进行加密运算
unsigned char *DataOperation::Encryption_Operation(std::vector<unsigned char *> VData,unsigned char SrcData[])
{

 static ULONG64 StrEncryptionVal = 0;
 //第一个字节标记加密数组的字节位置
 SrcData[0] = (StrEncryptionVal % DataLen + '0');
 for (auto it = VData.begin();it != VData.end();it++)
 {
 unsigned char * data = *it;
 SrcData[1] = (data[SrcData[0] - '0']) - SrcData[1];
 }
 ++StrEncryptionVal;
 return SrcData;
}

//获取指定的加密数组
unsigned char * DataOperation::GetData_Operation(int nVal)
{
 switch (nVal)
 {
 case 1:
 {
  return GetData(1);
 }
 break;
 case 2:
 {
  return GetData(2);
 }
 break;
 case 3:
 {
  return GetData(3);
 }
 break;
 case 4:
 {
  return GetData(4);
 }
 break;
 case 5:
 {
  return GetData(5);
 }
 break;
 }
 return 0;
}

//解析数据头信息，返回每一次解密需要传入的数据长度(使用加密后的数据前512字节为数据头信息传入函数获取到加密数据以及加密的数据长度等)
int DataOperation::DecryptionHead(char * SrcData)
{
 if (0 == SrcData || 512 > strlen(SrcData))
 return 0;
 char pSrcData[513] = {0};
 memcpy(pSrcData,SrcData,512);
 if (pSrcData[0] != 'L' || pSrcData[1] != 'K' || pSrcData[2] != 'Y')
 return 0;
 //前128位校验数据头信息
 int i = 127;
 for (;i > 3;i--)
 pSrcData[i - 1] = ((pSrcData[i] + i)%128 - pSrcData[i - 1] - 1);
 if (pSrcData[i - 1] != 'Y')
 return 0;

 //129-134为使用的加密数据
 i = 128;
 int ii = 0;
 memset(m_DecryptionData,0,sizeof(m_DecryptionData));
 for (;i < 133;i++)
 {
 if ('0' == pSrcData[i])
 {
  continue;
 }
 else
 {
  m_DecryptionData[ii++] = pSrcData[i];
 }
 }

 //257-261为加密长度
 char EncryptionDataLen[5] = {0};
 ii = 0;
 i = 256;
 for (;i < 260;i++)
 {
 if (pSrcData[i] == '99')
 {
  continue;
 }
 else
 {
  EncryptionDataLen[ii++] = pSrcData[i];
 }
 }
 m_EncryptionDataLen = atoi(EncryptionDataLen);
 m_DecryptionDataLen = GetDecryptionDataLen(m_EncryptionDataLen);
 return m_DecryptionDataLen;
}

//根据指定加密长度获取解密长度
int DataOperation::GetDecryptionDataLen(int nDataLen)
{
 if (0 >= nDataLen)
 return 0;
 int nIndex = 0;
 for (int i = 0;i < nDataLen;(i = i * 2 + 1))
 {
 nIndex += 2;
 }
 return nDataLen + nIndex;
}

//解密数据(传入加密后的数据以及数据长度，不要带数据头信息)
char *DataOperation::DecryptionData(const char * SrcData,int & nDataLen)
{
 if (0 == SrcData || 0 >= nDataLen)
 return 0;

 char Data[2048 + 100] = {0};
 int nIndex = 0;
 int nOffset = 0,nLeft = 0,nCurrent = 0;
 int nLen = (m_DecryptionDataLen <= nDataLen ? m_DecryptionDataLen : nDataLen);
 //获取解密
 int nDecryptionDataLen = strlen(m_DecryptionData);
 unsigned char *VData[10] = {0};
 int nVDataLen = 0;
 for(int iLen = nDecryptionDataLen;iLen > 0;iLen--)
 {
 int nVal = m_DecryptionData[iLen - 1];
 unsigned char * DataArray = GetData_Operation(nVal);
 VData[nVDataLen++] = DataArray;
 }
 int i = 0;
 //开始加密数据
 for (;i < nLen;(i = i * 2 + 1))
 {
 nCurrent = i + nOffset;
 if (nCurrent >= nDataLen)
 {
  break;
 }

 //拷贝没有加密的数据
 if (0 < nCurrent - nLeft)
 {
  memcpy(Data + nIndex,SrcData + nLeft,nCurrent - nLeft);
  nIndex += (nCurrent - nLeft);
 }

 unsigned char StrTemp[4] = {SrcData[nCurrent],SrcData[nCurrent + 1],SrcData[nCurrent + 2],0};

 if (127 == StrTemp[2])
 {
  StrTemp[1] = StrTemp[1] + 127;
  StrTemp[2] = 0;
 }
 else if ('1' == StrTemp[2])
 {
  StrTemp[1] = 128 - StrTemp[1];
  StrTemp[2] = 0;
 }
 else if ('0' == StrTemp[2])
 {
  StrTemp[1] = 0;
  StrTemp[2] = 0;
 }
 else
 {
  StrTemp[2] = 0;
 }

 Decryption_Operation(VData,StrTemp,nDecryptionDataLen);
 //拷贝转换过的数据
 memcpy(Data + nIndex,StrTemp + 1,1);
 nIndex += 1;
 nOffset += 2;
 nLeft = i + nOffset + 1;
 }
 if (nLeft < nLen && 0 != nIndex)
 {
 memcpy(Data + nIndex,SrcData + nLeft,nLen - nLeft);
 nIndex += nLen - nLeft;
 }
 else if (0 == nIndex)
 {
 return Data;
 }

 nDataLen = nIndex;
 return Data;
}

//指定字节进行解密运算
unsigned char *DataOperation::Decryption_Operation(unsigned char * VData[],unsigned char SrcData[],int nVDataLen)
{
 for (int i = 0;i < nVDataLen;i++)
 {
 unsigned char * data = VData[i];
 SrcData[1] = (data[SrcData[0] - '0']) - SrcData[1];
 }
 return SrcData;
}


//加密文件
bool DataOperation::EncryptionFile(CString Filename,bool bCover)
{
 //增加随机加密 默认使用2，1数组
 SetEncryptionData(5);
 SetEncryptionData(4);

 if (Filename.IsEmpty())
 return false;
 CFile file1,file2;
 if (!file1.Open(Filename,CFile::modeRead))

 return false;
 ULONG64 nFileLen = file1.GetLength();
 if (0 == nFileLen)
 return false;

 CString Filename2(Filename.Mid(0,Filename.ReverseFind(_T('.'))));
 Filename2.AppendFormat(_T("_Temp%s"),Filename.Mid(Filename.ReverseFind(_T('.')),
 Filename.GetLength() - Filename.ReverseFind(_T('.'))));

 if (!file2.Open(Filename2,CFile::modeCreate | CFile::modeWrite))
 return false;
 char StrData[4096] = {0};
 int nDataLen = 0;
 while (0 < nFileLen)
 {
 if (2048 <= nFileLen)
 {
  file1.Read(StrData,2048);
  nDataLen = 2048;
  char *WriteFile = EncryptionData(StrData,nDataLen);
  file2.Write(WriteFile,nDataLen);
  nFileLen -= 2048;
 }
 else
 {
  file1.Read(StrData,nFileLen);
  nDataLen = nFileLen;
  char *WriteFile = EncryptionData(StrData,nDataLen);
  file2.Write(WriteFile,nDataLen);
  nFileLen -= nFileLen;
  break;
 }
 }
 file1.Close();
 file2.Close();
 if (bCover)
 {
 USES_CONVERSION;
 //覆盖本地文件
 int nResult = remove(T2A(Filename));
 nResult = rename(T2A(Filename2),T2A(Filename));
 }
 return true;
}

//解密文件
bool DataOperation::DecryptionFile(CString Filename,bool bCover)
{
 if (Filename.IsEmpty())
 return false;
 CFile file1,file2;
 if (!file1.Open(Filename,CFile::modeRead))
 return false;
 ULONG64 nFileLen = file1.GetLength();
 if (512 >= nFileLen)
 return false;

 CString Filename2(Filename.Mid(0,Filename.ReverseFind(_T('.'))));
 Filename2.AppendFormat(_T("_Temp%s"),Filename.Mid(Filename.ReverseFind(_T('.')),
 Filename.GetLength() - Filename.ReverseFind(_T('.'))));

 if (!file2.Open(Filename2,CFile::modeCreate | CFile::modeWrite))
 return false;
 char StrData[2048 + 100] = {0};
 int nDataLen = 0;
 file1.Read(StrData,512);
 //解密数据头
 int nDecryptionLen = DecryptionHead(StrData);
 if (0 >= nDecryptionLen)
 return false;
 nFileLen -= 512;


 while (0 < nFileLen)
 {

 if (nDecryptionLen <= nFileLen)
 {

  nDataLen = nDecryptionLen;
  file1.Read(StrData,nDataLen);
  char *WriteFile = DecryptionData(StrData,nDataLen);
  memset(StrData,0,strlen(StrData));
  memcpy(StrData,WriteFile,nDataLen);
  file2.Write(StrData,nDataLen);
  nFileLen -= nDecryptionLen;
 }
 else
 {
  nDataLen = nFileLen;
  file1.Read(StrData,nFileLen);
  char *WriteFile = DecryptionData(StrData,nDataLen);
  memset(StrData,0,strlen(StrData));
  memcpy(StrData,WriteFile,nDataLen);
  file2.Write(StrData,nDataLen);
  nFileLen -= nFileLen;
  break;
 }
 }
 file1.Close();
 file2.Close();
 if (bCover)
 {
 USES_CONVERSION;
 //覆盖本地文件
 int nResult = remove(T2A(Filename));
 nResult = rename(T2A(Filename2),T2A(Filename));
 }

 return true;
}

下面说下具体函数用法：

//设置加密数据（传入1表示使用unsigned char Data1[] ={255,210,208,179,168,199,202,189,193,0}数组加密）传入类型1-5，
//如果传入数据超过5次，不再记录
//这个函数需要在加密函数使用之前调用，默认采用2、1数组加密
bool SetEncryptionData(int nCount);


//设置每一次加密的数据长度值为0-2048，默认使用2048
bool SetEncryptionLen(int nLen);


//加密数据函数
//返回加密完成的函数
//如果传入的数据超过设置每一次加密的数据长度，将会采用设置的数据长度
//第一次调用会生成512字节数据头与加密后的数据一起返回(比如需要加密3048个字节数据，第一次调用函数返回数据头和2048加密后的数据，第二次调用返回剩下1000个字节加密后的数据)
char *EncryptionData(char * SrcData,int & nDataLen);


//加密文件
//参数一文件完整路径加名称
//参数二 true为覆盖文件 false为创建文件名加_Temp的新文件
bool EncryptionFile(CString Filename,bool bCover);


//解析数据头信息，返回每一次解密需要传入的数据长度(使用加密后的数据前512字节为数据头信息传入函数获取到加密数据以及加密的数据长度等)
int DecryptionHead(char * SrcData);


//解密数据(传入加密后的数据以及数据长度，不要带数据头信息)
//比如解密3048字节长度数据，去掉数据512个字节数据(数据头信息)，从513字节开始为需要解析的数据
//nDataLen 为解析数据头返回的每次需要传入的数据长度
char *DecryptionData(const char * SrcData,int & nDataLen);


//解密文件
//参数一文件完整路径加名称
//参数二 true为覆盖文件 false为创建文件名加_Temp的新文件
bool DecryptionFile(CString Filename,bool bCover);

函数使用方式参考加密文件和解密文件函数，工程下载地址

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持亿速云。

推荐阅读：
  1. 数据加密解密初探
  2. Openssl及加密解密（一）数据加密解密及CA原理

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