java課程設計--加密與解密

1、<p>　　11精算2012-2013（二）</p><p>　　《Java程序設計》課程設計</p><p>　　設計題目　 加密與解密 </p><p>　　設計時間　 2013.6.23 至 2013.6.29 </p><p>　　學生姓名　

2、 </p><p>　　學生學號　 </p><p>　　所在班級　 </p><p>　　指導教師　 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著網(wǎng)絡

3、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，本程序設計對文件的加密使用的是最基礎的異或加密算法。</p><p>　　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。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

4、了本程序。</p><p>　　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，</p><p>　　滿足了用戶對文件安全性的需求。</p><p>　　關鍵詞 JAVA；加密；解密</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b

5、>　　1 需求分析4</b></p><p>　　2 設計方法及設計方案5</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設計6</b></p><p>　　3.1 程序流程圖6</p><p>　　3.2 圖形用戶界面模塊7</p><p>　　3.3 加密操作模塊7<

6、/p><p>　　3.4解密操作模塊8</p><p>　　3.5文件保存模塊8</p><p>　　3.6文件選擇模塊9</p><p>　　4 系統(tǒng)的開發(fā)和運行環(huán)境11</p><p><b>　　5 系統(tǒng)實現(xiàn)12</b></p><p><b>　　5

7、.1加密12</b></p><p><b>　　5.2 解密14</b></p><p>　　5.3分析討論15</p><p>　　6 總結與心得體會16</p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　附錄

8、18</b></p><p><b>　　1 需求分析</b></p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　1. 采用圖形用戶界面。</p><p>　　2. 給定任意一個文本文件，進行加密，生成另一個文件。</p><p>　　3．對加密

9、后的文件還原。</p><p><b>　　分析如下：</b></p><p>　　1．向圖形用戶界面中添加組件。</p><p>　　2．設置各個組件的布局。</p><p>　　3. 添加窗口事件。</p><p>　　4. 查找讀入及寫入文件，并顯示。</p><p>

10、;　　5. 加密功能實現(xiàn)。</p><p>　　6. 解密功能實現(xiàn)。</p><p>　　2 設計方法及設計方案</p><p>　　本程序采用傳統(tǒng)的異或加密算法，本程序采用的算法是一個對稱算法，即加密和解密用的是同一個算法。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。</p>

11、;<p>　　本程序采用異或算法，降低程序的復雜度，使其更清晰，但功能依舊很強大。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　3.1 程序流程圖</b></p><p>　　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&

12、lt;/p><p><b>　　圖4-1流程圖</b></p><p>　　3.2 圖形用戶界面模塊</p><p>　　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”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。</p&g

13、t;<p>　　此外，還添加了一個窗口事件windowClosing，可以關閉運行的程序。</p><p>　　窗口事件的代碼實現(xiàn)：</p><p>　　addWindowListener(new WindowAdapter()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　public vo

14、id windowClosing(WindowEvent e)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.exit(0);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　});</b></p><p&

15、gt;<b>　　}</b></p><p>　　3.3 加密操作模塊</p><p>　　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。</p><p><b>　　代碼實現(xiàn)：</b></p><

16、;p>　　if(e.getSource()==button1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　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*/</p><p>　　te

17、xta.setText(null);</p><p><b>　　int n;</b></p><p>　　char secret=' ';</p><p>　　for(int i=0;i<a.length;i++)</p><p><b>　　{</b></p>

18、<p>　　char c=(char)(secret^a[i] ;//進行異或運算) </p><p>　　texta.append(""+c);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　3

19、.4解密操作模塊</b></p><p>　　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，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。</p><p>　　入口參數(shù)：指定文件路徑</p><p><b>　　代碼實現(xiàn)：</b></p>&

20、lt;p>　　if(e.getSource()==button2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char a[]=texta.getText().toCharArray();</p><p>　　texta.setText(null);</p><p><b>　　int

21、n;</b></p><p>　　char secret=' ';</p><p>　　for(int i=0;i<a.length;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char c=(char)(secret^a[i]);//再次異或運算，即還原<

22、;/p><p>　　texta.append(""+c);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　3.5文件保存模塊</b></p><p>　　本程序最大的特點就是：

23、可以選擇是否保存加密后的文本文件。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。</p><p><b>　　代碼實現(xiàn)：</b></p><p>　　if(e.getSource()==itemSave)//查找寫入的文件</p><p><b>　　{&

24、lt;/b></p><p>　　filedialog_save.setVisible(true);</p><p>　　if(filedialog_save.getFile()!=null)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　try</b></p>

25、;<p><b>　　{</b></p><p>　　File file=new File(filedialog_save.getDirectory(),filedialog_save.getFile());</p><p>　　FileWriter tofile=new FileWriter(file);//寫入字符流</p><p

26、>　　BufferedWriter out=new BufferedWriter(tofile);</p><p>　　out.write(texta.getText(),0,(texta.getText()).length());</p><p>　　out.close();</p><p>　　tofile.close();</p><

27、p><b>　　}</b></p><p>　　catch (IOException e2)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p&g

28、t;<b>　　}</b></p><p><b>　　3.6文件選擇模塊</b></p><p>　　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。</p><p>　　出口值：被選文件的路徑</p><p><b>

29、;　　代碼實現(xiàn)：</b></p><p>　　public void actionPerformed(ActionEvent e)//查找讀入文件</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(e.getSource()==itemOpen)</p><p><b>　　{<

30、;/b></p><p>　　filedialog_load.setVisible(true);</p><p>　　texta.setText(null);</p><p><b>　　String s;</b></p><p>　　if(filedialog_load.getFile()!=null)</

31、p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　try</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　File file=new File(filedialog_load.getDirectory(),filedialog_load.getFi

32、le());</p><p>　　FileReader file_reader=new FileReader(file);//讀取字符流</p><p>　　BufferedReader in=new BufferedReader(file_reader);</p><p>　　while((s=in.readLine())!=null)</p>&l

33、t;p>　　texta.append(s+'\n');</p><p>　　in.close();</p><p>　　file_reader.close();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　catch (IOException e1)</p><p

34、><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4 系統(tǒng)的開發(fā)和運行環(huán)境</p><p>　　開發(fā)軟件： E

35、clipse 6.5，JDK 1.7.0</p><p>　　運行環(huán)境： Windows 7 (windows xp 亦可)</p><p><b>　　5 系統(tǒng)實現(xiàn)</b></p><p><b>　　5.1加密</b></p><p>　　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Exa

36、mple.txt文本文件用做測試。</p><p>　　運行程序，彈出如圖5-1的對話框。</p><p><b>　　圖5-1運行程序</b></p><p>　　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。</p><p>　　圖 5-2選擇加密文件</p><

37、p>　　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）。</p><p>　　圖 5-3 生成加密文件</p><p>　　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。</p><p>　　圖 5-4 保存加密文

38、</p><p>　　圖 5-5 瀏覽加密文件</p><p><b>　　5.2 解密</b></p><p>　　解密操作中對文件選擇，密碼輸入和加密操作是一樣的。</p><p>　　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。</p>

39、<p><b>　　圖5-6 解密</b></p><p><b>　　5.3分析討論</b></p><p>　　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)

40、的一個成功之處。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。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

41、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。</p><p>　　程序利用Java圖形界面設計了一個方便用戶操作的窗口，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

42、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。</p><p>　　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)。</p><p>　　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。</p>

43、<p>　　程序的時間復雜度理論上是算不出來的，必須經(jīng)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，

44、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)。</p><p><b>　　6 總結與心得體會</b></p><p>　　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

45、，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。</p><p>　　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。</p

46、><p>　　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。</p><p>　　通過這次課程設計，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。</p><p><b>　　

47、參考文獻</b></p><p>　　[1] 丁振凡.《Java語言實用教程》北京郵電大學出版社.</p><p>　　[2] 耿祥義.《Java2實用教程》清華大學出版社.</p><p>　　[3] 趙付青.《Java面向?qū)ο蟪绦蛟O計》國防工業(yè)出版社.</p><p>　　[4] 耿祥義.《Java課程設計》清華大學出版社.&

48、lt;/p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　源代碼</b></p><p>　　import java.awt.*;</p><p>　　import java.awt.event.*;</p><p>　　import java.io.*;<

49、/p><p>　　import javax.swing.*;</p><p>　　class Myframe extends Frame implements ActionListener {</p><p>　　FileDialog filedialog_save,filedialog_load;</p><p>　　Button button

50、1,button2;</p><p>　　Label label;</p><p>　　MenuBar bar;</p><p>　　Menu menu;</p><p>　　MenuItem itemOpen,itemSave;</p><p>　　TextArea texta;</p><p&g

51、t;　　Myframe(String s) //創(chuàng)建對話框</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　super(s);</b></p><p>　　texta= new TextArea(38,160);</p><p>　　button1= new Button(

52、"加密");</p><p>　　button2= new Button("解密");</p><p>　　menu=new Menu("文件");</p><p>　　itemOpen=new MenuItem("打開");</p><p>　　itemSave

53、=new MenuItem("保存");</p><p>　　label=new Label("文件瀏覽窗口");</p><p>　　itemOpen.addActionListener(this);</p><p>　　itemSave.addActionListener(this);</p><p&g

54、t;　　button1.addActionListener(this);</p><p>　　button2.addActionListener(this);</p><p>　　filedialog_save=new FileDialog(this,"保存文件對話框",FileDialog.SAVE);</p><p>　　filedialog

55、_load=new FileDialog(this,"打開文件對話框",FileDialog.LOAD);</p><p>　　filedialog_save.addWindowListener(new WindowAdapter()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　public void win

56、dowClosing(WindowEvent e)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　filedialog_save.setVisible(false);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　});</b></p&

57、gt;<p>　　filedialog_load.addWindowListener(new WindowAdapter()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　public void windowClosing(WindowEvent e)</p><p><b>　　{</b>&l

58、t;/p><p>　　filedialog_load.setVisible(false);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　});</b></p><p>　　Box box1=Box.createHorizontalBox();//創(chuàng)建一個從左到右顯示其組件的 bo

59、x1;</p><p>　　Box box2=Box.createVerticalBox();//創(chuàng)建一個從上到下顯示其組件的 box2;</p><p>　　Box box3=Box.createVerticalBox();</p><p>　　Box boxbase=Box.createVerticalBox();</p><p>　　P

60、anel panel1=new Panel();</p><p>　　Panel panel2=new Panel();</p><p>　　setMenuBar(bar=new MenuBar());</p><p>　　bar.add(menu);</p><p>　　menu.add(itemOpen);</p><

61、p>　　menu.add(itemSave);</p><p>　　panel1.add(button1);</p><p>　　panel1.add(button2);</p><p>　　box1.add(panel1);</p><p>　　box2.add(label);</p><p>　　panel2

62、.add(texta);</p><p>　　box3.add(panel2);</p><p>　　boxbase.add(box1);</p><p>　　boxbase.add(box2);</p><p>　　boxbase.add(box3);</p><p>　　add(boxbase);</p>

63、;<p>　　setLayout(new FlowLayout());</p><p>　　setBounds(100,0,1200,750);</p><p>　　setVisible(true);</p><p>　　addWindowListener(new WindowAdapter()</p><p><b>

64、;　　{</b></p><p>　　public void windowClosing(WindowEvent e)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.exit(0);</p><p><b>　　}</b></p><p&g

65、t;<b>　　});</b></p><p>　　}//“關閉”窗口事件;</p><p>　　public void actionPerformed(ActionEvent e)//查找讀入文件</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(e.getSource()==

66、itemOpen)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　filedialog_load.setVisible(true);</p><p>　　texta.setText(null);</p><p><b>　　String s;</b></p><p&

67、gt;　　if(filedialog_load.getFile()!=null)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　try</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　File file=new File(filedia

68、log_load.getDirectory(),filedialog_load.getFile());</p><p>　　FileReader file_reader=new FileReader(file);//讀取字符流</p><p>　　BufferedReader in=new BufferedReader(file_reader);</p><p>　

69、　while((s=in.readLine())!=null)</p><p>　　texta.append(s+'\n');</p><p>　　in.close();</p><p>　　file_reader.close();</p><p><b>　　}</b></p><p

70、>　　catch (IOException e1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

71、;　　if(e.getSource()==itemSave)//查找寫入的文件</p><p><b>　　{</b></p><p>　　filedialog_save.setVisible(true);</p><p>　　if(filedialog_save.getFile()!=null)</p><p><

72、;b>　　{</b></p><p><b>　　try</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　File file=new File(filedialog_save.getDirectory(),filedialog_save.getFile());</p>&

73、lt;p>　　FileWriter tofile=new FileWriter(file);//讀取字符流</p><p>　　BufferedWriter out=new BufferedWriter(tofile);</p><p>　　out.write(texta.getText(),0,(texta.getText()).length());</p><

74、p>　　out.close();</p><p>　　tofile.close();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　catch (IOException e2)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　

75、}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(e.getSource()==button1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char a[]

76、=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*/</p><p>　　texta.setText(null);</p><p><b>　　int n;</b></p><p>　　char secret=' &

77、#39;;</p><p>　　for(int i=0;i<a.length;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char c=(char)(secret^a[i]);//進行異或運算</p><p>　　texta.append(""+c);</p>

78、;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(e.getSource()==button2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char a[]=texta.getText().toC

79、harArray();</p><p>　　texta.setText(null);</p><p><b>　　int n;</b></p><p>　　char secret=' ';</p><p>　　for(int i=0;i<a.length;i++)</p><p&

80、gt;<b>　　{</b></p><p>　　char c=(char)(secret^a[i]);//再次異或運算，即還原</p><p>　　texta.append(""+c);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</

81、b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　public class E1{</p><p>　　public static void main(String args[]){</p><p>　　Myfr