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在日常中,我们一定使用过WINZIP、WINRAR这样的出名的压缩软件,就是我们开发软件过程中不免要遇到数据加密、数据压缩的问题!本文中就这一技术问题展开探讨,同时感谢各位网友的技巧,在我每次面对问题要解决的时候,是你们辛苦地摸索出来的技巧总是让我豁然开朗,问题迎刃而解。本篇文章主要是运用DELPH的强大的流处理方面的技巧来实现的数据加密压缩,并用于实际的软件程序开发中,将我个人的心得、开发经验写出来与大家分享。
1、 系统功能 1)、数据压缩 使用DELPHI提供的两个流类(TCompressionStream和TDecompressionStream)来完成数据的压缩和解压缩。 2)、数据加密压缩 通过Delphi编程中“流”的应用实现数据加密,主要采用Tstream的两个派生类Tfilestream、Tmemorystream 来完成的;其中数据压缩部分采用1)的实现方法 3)、双击压缩文件自动关联解压 通过更改注册表的实现扩展名与程序文件的关联,主要采用Tregistry;并且,API函数SHChangeNotify实现注册效果的立即呈现。 4)、可生成自解压文件 自解压的文件实现数据压缩1)与数据加密压缩2)的自动解压;并且,通过资源文件的使用实现可执行的自解压文件与数据文件的合并,来完成数据的自解压实现。
2、 系统实现 2.1、工作原理
2.2、关键技术的讲述 (一)ZLIB 1)、基类 TCustomZlibStream:是类TCompressionStream和TDecompressionStream 类的基类,它主要有一个属性: OnProgress,在类进行压缩或解压缩的过程中会发生这个的事件 。 格式:Procedure OnProgress (Sender: TObject); dynamic; 2)、压缩类TCompressionStream:除了继承了基类的OnProgress 属性外,又增加了一个属性:CompressionRate,它的定义如下: Property CompressionRate: Single read GetCompressionRate; 通过这个属性,可以得到压缩比。 它的几个重要的方法定义如下: Constructor TCompressionStream.Create (CompressionLevel: TCompressionLevel; Dest: TStream); 其中:TcompressionLevel(压缩类型),它由如下几个定义: 1)、 clNone :不进行数据压缩; 2)、 clFastest:进行快速压缩,牺牲压缩效率; 3)、 clDefault:进行正常压缩; 4)、 clMax: 进行最大化压缩,牺牲速度; Dest:目的流,用于存放压缩过的数据。 Function TCompressionStream.Write (const Buffer; Count: Longint): Longint; 其中:Buffer:需要压缩的数据; Count: 需要压缩的数据的字节数; 函数返回写入流的字节数。 注意:压缩类TCompressionStream的数据只能是写入的,如果试图从其内部读取数据,将发生一个"Error "异常。需要压缩的数据通过方法 Write写入流中,在写入的过程中就被压缩,并保存在由构造函数提供的内存流(TmemoryStream)中,同时触发 OnProcess 事件。 3)、 解压缩类 TDecompressionStream :和压缩类TcompressionStream相反,它的数据是只能读出的,如果试图往其内部写数据,将发生一个"Error "异常。 它的几个重要方法定义如下: 构造函数:Constructor Create(Source: TStream); 其中:Source 是保存着压缩数据的流; Function Read(var Buffer; Count: Longint): Longint; 数据读出函数,Buffer: 存数据缓冲区;Count: 缓冲区的大小; 函数返回读出的字节数。数据在读出的过程中,数据被解压缩,并触发 OnProcess 事件。
(二)流 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类中定义的属性如下: 1)、Size:此属性以字节返回流中数据大小。 2)、Position:此属性控制流中存取指针的位置。
Tstream中定义的虚方法有四个: 1)、Read:此方法实现将数据从流中读出,返回值为实际读出的字节数,它可以小于或等于指定的值。 2)、Write:此方法实现将数据写入流中,返回值为实际写入流中的字节数。 3)、Seek:此方法实现流中读取指针的移动,返回值为移动后指针的位置。 函数原形为:Function Seek(Offset:Longint;Origint:Word):Longint;virtual;abstract; 参数Offset为偏移字节数,参数Origint指出Offset的实际意义,其可能的取值如下: soFromBeginning:Offset为指针距离数据开始的位置。此时Offset必须大于或者等于零。
soFromCurrent:Offset为移动后指针与当前指针的相对位置。 soFromEnd:Offset为移动后指针距离数据结束的位置。此时Offset必须小于或者等于零。 4)、Setsize:此方法实现改变数据的大小。 另外,TStream类中还定义了几个静态方法: 1)、ReadBuffer:此方法的作用是从流中当前位置读取数据,跟上面的Read相同。 注意:当读取的数据字节数与需要读取的字节数不相同时,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,跟上面的Write相同。 注意: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为提供数据的流,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常见派生类: TFileStream (文件流的存取) TStringStream (处理内存中的字符串类型数据) TmemoryStream (对于工作的内存区域数据处理) TBlobStream (BLOB类型字段的数据处理) TwinSocketStream (socket的读写处理) ToleStream (COM接口的数据处理) TresourceStream (资源文件流的处理) 其中最常用的是TFileStream类。使用TFileStream类来存取文件,首先要建立一个实例。声明如下: constructor Create(const Filename:string;Mode:Word); Filename为文件名(包括路径) Mode为打开文件的方式,它包括文件的打开模式和共享模式,其可能的取值和意义如下: 打开模式: fmCreate :用指定的文件名建立文件,如果文件已经存在则打开它。 fmOpenRead :以只读方式打开指定文件 fmOpenWrite :以只写方式打开指定文件 fmOpenReadWrite:以写写方式打开指定文件 共享模式: fmShareCompat :共享模式与FCBs兼容 fmShareExcl usive:不允许别的程序以任何方式打开该文件 fmShareDenyWrite:不允许别的程序以写方式打开该文件 fmShareDenyRead :不允许别的程序以读方式打开该文件 fmShareDenyNone :别的程序可以以任何方式打开该文件 (三)资源文件 1)、创建资源文件 首先创建一个.Rc的纯文本文件。 格式: 资源标识符 关键字 资源文件名 资源标识符:程序中调用资源时的特殊标号; 关键字:标识资源文件类型; Wave: 资源文件是声音文件; RCDATA: JPEG文件; AVI: AVI动画; ICON: 图标文件; BITMAP: 位图文件; CURSOR: 光标文件; EXEFILE : EXE文件 资源文件名:资源文件的在磁盘上存储的文件全名 例如: myzjy exefile zjy.exe 2)、编译资源文件 在DELPHI的安装目录的\Bin下,使用BRCC32.exe编译资源文件.RC。当然,也可以将BRCC32单独拷贝到程序文档目录使用。 例如: Brcc32 wnhoo_reg.Rc 3)、资源文件引用 … implementation {$R *.dfm} {$R wnhoo_reg.Res} … 4)、调用资源文件 (1)存取资源文件中的位图(Bitmap) Image.Picture.Bitmap.Handle :=LoadBitmap(hInstance,'资源标识符'); 注:如果位图没有装载成功,程序仍旧执行,但是Image将不再显示图片。你可以根据LoadBitmap函数的返回值判断是否装载成功,如果装载成功返回值是非0,如果装载失败返回值是0。 另外一个存取显示位图的方法如下 Image.Picture.Bitmap.LoadFromResourceName(hInstance,'资源标识符'); (2)存取资源文件中的光标 Screen.Cursors[]是一个光标数组,使用光标文件我们可以将定制的光标加入到这个属性中。因为默认的光标在数组中索引值是0,所以除非想取代默认光标,最好将定制的光标索引值设为1。 Screen.Cursors[1] :=LoadCursor(hInstance,'资源标识符'); Image.Cursor :=1; (3)存取资源文件中的图标 将图标放在资源文件中,可以实现动态改变应用程序图标。 Application.Icon.Handle := LoadIcon(hInstance,'资源标识符'); (4)存取资源文件中的AVI Animate.ResName :='MyAvi' ; //资源标识符号 Animate.Active :=True ; (5)存取资源文件中的JPEG 把jpeg单元加入到uses单元中。 var Fjpg : TJpegImage ; FStream :TResourceStream ; begin Fjpg :=TJpegImage.Create ; //TresourceStream使用 FStream := TResourceStream.Create (Hinstance,'资源标识符',资源类型) ; FJpg.LoadFromStream (FStream) ; Image.Picture.Bitmap.Assign (FJpg); (6)存取资源文件中的Wave 把MMSystem加入uses单元中 PlaySound(pchar('mywav'),Hinstance,Snd_ASync or Snd_Memory or snd_Resource) ; (四)INI文件操作 (1) INI文件的结构: ;这是关于INI文件的注释部分 [节点] 关键字=值 ... INI文件允许有多个节点,每个节点又允许有多个关键字, “=”后面是该关键字的值(类型有三种:字符串、整型数值和布尔值。其中字符串存贮在INI文件中时没有引号,布尔真值用1表示,布尔假值用0表示)。注释以分号“;”开头。 (2) INI文件的操作 1、 在Interface的Uses节增加IniFiles; 2、在Var变量定义部分增加一行:inifile:Tinifile;然后,就可以对变量myinifile进行创建、打开、读取、写入等操作了。 3、 打开INI文件:inifile:=Tinifile.create('tmp.ini'); 4、 读取关键字的值: a:=inifile.Readstring('节点','关键字',缺省值);// string类型 b:=inifile.Readinteger('节点','
关键字',缺省值);// integer类型 c:=inifile.Readbool('节点','关键字',缺省值);// boolean类型 其中[缺省值]为该INI文件不存在该关键字时返回的缺省值。 5、 写入INI文件: inifile.writestring('节点','关键字',变量或字符串值); inifile.writeinteger('节点','关键字',变量或整型值); inifile.writebool('节点','关键字',变量或True或False); 当这个INI文件的节点不存在时,上面的语句还会自动创建该INI文件。 6、 删除关键字: inifile.DeleteKey('节点','关键字');//关键字删除 inifile.EraseSection('节点');// 节点删除 7、 节点操作: inifile.readsection('节点',TStrings变量);//可将指定小节中的所有关键字名读取至一个字符串列表变量中; inifile.readsections(TStrings变量);//可将INI文件中所有小节名读取至一个字符串列表变量中去。 inifile.readsectionvalues('节点',TStrings变量);//可将INI文件中指定小节的所有行(包括关键字、=、值)读取至一个字符串列表变量中去。 8、 释放:inifile.distory;或inifile.free; (五)文件关联 uses registry, shlobj; //实现关联注册 procedure Tmyzip.regzzz; var reg: TRegistry; begin reg := TRegistry.Create; reg.RootKey := HKEY_CLASSES_ROOT; reg.OpenKey('.zzz', true); reg.WriteString('', 'myzip'); reg.CloseKey; reg.OpenKey('myzip\shell\open\command', true); //用于打开.zzz文件的可执行程序 reg.WriteString('', '"' + application.ExeName + '" "%1"'); reg.CloseKey; reg.OpenKey('myzip\DefaultIcon',true); //取当前可执行程序的图标为.zzz文件的图标 reg.WriteString('',''+application.ExeName+',0'); reg.Free; //立即刷新 SHChangeNotify(SHCNE_ASSOCCHANGED, SHCNF_IDLIST, nil, nil); end; 2.3、加密压缩的实现 1、 生成INI临时加密文件 用于加密的INI的临时文件格式: [FILE1]//节点,在软件中使用FILE1..N可以实现多文件加密 FILENAME=压缩文件名 PASSWORD=解压密码 FILESIZE=文件大小 FILEDATE=创建日期 ISJM=解压是否需要密码 如果是实现多文件、文件夹的信息存储,可以将密码关键字存在一个总的节点下。本文中仅是实现对单个文件的加密,所以只要上述格式就可以了。 2、 将数据文件与用于加密的INI文件的合并,这可以采用文件流的形式实现。 上面两种形式,可以根据实际采用。 3、 对于加密后的数据,采用ZLIB技术实现压缩存储,生成新压缩形式的文件。 2.4、文件关联的实现 2.5、自解压的实现 1. 建立一个专门用来自解压的可执行程序文件 2. 将1中建立的文件,生成资源文件 3. 将资源文件放到本文中这个压缩工具的程序中一起编译。 4. 通过将资源文件与压缩文件的合并,生成自解压文件。 5.自解压实现:通过将自身文件中的加密压缩数据的分解,然后对分解的加密压缩数据再一次解压并分解出真正的数据文件。 2.6 系统程序设计 这是关于这个软件实现的核心部分全部代码,在这里详细讲述这个软件所有的技术细节。 // wnhoo_zzz.pas unit wnhoo_zzz; interface uses Windows,Forms,SysUtils,Classes,zlib,Registry,INIFILES, Dialogs, shlobj; type pass=string[20]; type Tmyzip = class private { private declarations here} protected { protected declarations here } public procedure regzzz; procedure ys_file(infileName, outfileName: string;password:pass;isjm:boolean;ysbz:integer); function jy_file(infileName: string;password:pass=''):boolean; procedure zjywj(var filename:string); constructor Create; destructor Destroy; override; { public declarations here } published { published declarations here } end; implementation constructor Tmyzip.Create; begin inherited Create; // 初始化继承下来的部分 end; //##################################################### //原文件加密 procedure jm_File(vfile:string;var Target:TMemoryStream;password:pass;isjm:boolean); { vfile:加密文件 target:加密后输出目标流 》》》 password: 密码 isjm:是否加密 ------------------------------------------------------------- 加密后文件SIZE=原文件SIZE+[INI加密压缩信息文件]的SIZE+存储[INI加密压缩信息文件]的大小数据类型的SIZE --------------------------------------------------------------- } var tmpstream,inistream:TFileStream; FileSize:integer; inifile:TINIFILE; filename:string; begin //打开需要 [加密压缩文件] tmpstream:=TFileStream.Create(vFile,fmOpenread or fmShareExclusive); try //向 [临时加密压缩文件流] 尾部写入 [原文件流] Target.Seek(0,soFromEnd); Target.CopyFrom(tmpstream,0); //取得文件路径 ,生成 [INI加密压缩信息文件] filename:=ExtractFilePath(paramstr(0))+'tmp.in_'; inifile:=TInifile.Create(filename); inifile.WriteString('file1','filename',ExtractFileName(vFile)); inifile.WriteString('file1','password',password); inifile.WriteInteger('file1','filesize',Target.Size); inifile.WriteDateTime('file1','fileDate',now()); inifile.WriteBool('file1','isjm',isjm); inifile.Free ; //读入 [INI加密压缩信息文件流] inistream:=TFileStream.Create(filename,fmOpenread or fmShareExclusive); try //继续在 [临时加密压缩文件流] 尾部加入 [INI加密压缩信息文件] inistream.Position :=0; Target.Seek(0,sofromend); Target.CopyFrom(inistream,0); //计算当前 [INI加密压缩信息文件] 的大小 FileSize:=inistream.Size ; //继续在 [临时加密文件尾部] 加入 [INI加密压缩信息文件] 的SIZE信息 Target.WriteBuffer(FileSize,sizeof(FileSize)); finally inistream.Free ; deletefile(filename); end; finally tmpstream.Free; end; end; //************************************************************** // 流压缩 procedure ys_stream(instream, outStream: TStream;ysbz:integer); { instream: 待压缩的已加密文件流 outStream 压缩后输出文件流 ysbz:压缩标准 } var ys: TCompressionStream; begin //流指针指向头部 inStream.Position := 0; //压缩标准的选择 case ysbz of 1: ys := TCompressionStream.Create(clnone,OutStream);//不压缩 2: ys := TCompressionStream.Create(clFastest,OutStream);//快速压缩 3: ys := TCompressionStream.Create(cldefault,OutStream);//标准压缩 4: ys := TCompressionStream.Create(clmax,OutStream); //最大压缩 else ys := TCompressionStream.Create(clFastest,OutStream); end; try //压缩流 ys.CopyFrom(inStream, 0); finally ys.Free; end; end; //***************************************************************** //流解压 procedure jy_Stream(instream, outStream: TStream); { instream :原压缩流文件 outStream:解压后流文件 } var jyl: TDeCompressionStream; buf: array[1..512] of byte; sjread: integer; begin inStream.Position := 0; jyl := TDeCompressionStream.Create(inStream); try repeat //读入实际大小 sjRead := jyl.Read(buf, sizeof(buf)); if sjread > 0 then OutStream.Write(buf, sjRead); until (sjRead = 0); finally jyl.Free; end; end; //************************************************************** //实现关联注册 procedure Tmyzip.regzzz; var reg: TRegistry; begin reg := TRegistry.Create; reg.RootKey := HKEY_CLASSES_ROOT; reg.OpenKey('.zzz', true); reg.WriteString('', 'myzip'); reg.CloseKey; reg.OpenKey('myzip\shell\open\command', true); //用于打开.zzz文件的可执行程序 reg.WriteString('', '"' + application.ExeName + '" "%1"'); reg.CloseKey; reg.OpenKey('myzip\DefaultIcon',true); //取当前可执行程序的图标为.zzz文件的图标 reg.WriteString('',''+application.ExeName+',0'); reg.Free; //立即刷新 SHChangeNotify(SHCNE_ASSOCCHANGED, SHCNF_IDLIST, nil, nil); end; //压缩文件 procedure Tmyzip.ys_file(infileName, outfileName: string;password:pass;isjm:boolean;ysbz:integer); { infileName://需要压缩加密的文件 outfileName://压缩加密后产生的文件 password://解压密码 ysbz:
//压缩标准 } var instream:TMemoryStream; //文件加密后的临时流 outStream: TFileStream; //压缩输出文件流 begin //创建 [文件加密后的临时流] instream:=TMemoryStream.Create; //文件加密 jm_file(infileName,instream,password,isjm); //创建压缩输出文件流 outStream := TFileStream.create(outFIleName, fmCreate); try //[文件加密后的临时流] 压缩 ys_stream(instream,OutStream,ysbz); finally OutStream.free; instream.Free ; end; end; //解压文件 function Tmyzip.jy_file(infileName: string;password:pass=''):boolean; var inStream,inistream,filestream_ok: TFileStream; { instream://解压文件名称 inistream://INI临时文件流 filestream_ok://解压OK的文件 } outStream:tmemorystream; //临时内存流 inifile:TINIFILE; //临时INI文件 FileSize:integer; //密码文件的SIZE resultvalue:boolean;//返回值 begin try inStream := TFileStream.create(inFIleName, fmOpenRead); try outStream := tmemorystream.create; try jy_stream(insTream,OutStream); //生成临时INI文件 inistream:=TFileStream.create(ExtractFilePath(paramstr(0))+'tmp.in_', fmCreate); try //指向存储解码信息的INTEGER型变量位置 OutStream.Seek(-sizeof(FileSize),sofromend); //读入变量信息 OutStream.ReadBuffer(FileSize,sizeof(FileSize)); //指向解码信息位置 OutStream.Seek(-(FileSize+sizeof(FileSize)),sofromend); //将解码信息读入INI流中 inistream.CopyFrom(OutStream,FileSize); //释放INI文件流 ;inistream.Free ; //读入INI文件信息 inifile:=TINIFILE.Create(ExtractFilePath(paramstr(0))+'tmp.in_'); resultvalue:=inifile.ReadBool('file1','isjm',false); if resultvalue then begin if inifile.ReadString ('file1','password','')=trim(password) then resultvalue:=true else resultvalue:=false; end else resultvalue:=true; if resultvalue then begin filestream_ok:=TFileStream.create(ExtractFilePath(paramstr(1))+inifile.ReadString('file1','filename','wnhoo.zzz'),fmCreate); try OutStream.Position :=0; filestream_ok.CopyFrom(OutStream,inifile.ReadInteger('file1','filesize',0)); finally filestream_ok.Free ; end; end; inifile.Free; finally //删除临时INI文件 deletefile(ExtractFilePath(paramstr(0))+'tmp.in_'); end; // finally OutStream.free; end; finally inStream.free; end; except resultvalue:=false ; end; result:=resultvalue; end; //自解压创建 procedure tmyzip.zjywj(var filename:string); var myRes: TResourceStream;//临时存放自解压EXE文件 myfile:tfilestream;//原文件流 xfilename:string;//临时文件名称 file_ok:tmemorystream; //生成文件的内存流 filesize:integer; //原文件大小 begin if FileExists(filename) then begin //创建内存流 file_ok:=tmemorystream.Create ; //释放资源文件-- 自解压EXE文件 myRes := TResourceStream.Create(Hinstance, 'myzjy', Pchar('exefile')); //将原文件读入内存 myfile:=tfilestream.Create(filename,fmOpenRead); try myres.Position:=0; file_ok.CopyFrom(myres,0); file_ok.Seek(0,sofromend); myfile.Position:=0; file_ok.CopyFrom(myfile,0); file_ok.Seek(0,sofromend); filesize:=myfile.Size; file_ok.WriteBuffer(filesize,sizeof(filesize)); file_ok.Position:=0; xfilename:=ChangeFileExt(filename,'.exe') ; file_ok.SaveToFile(xfilename); finally myfile.Free ; myres.Free ; file_ok.Free ; end; DeleteFile(filename); filename:=xfilename; end; end; //##################################################### destructor Tmyzip.Destroy; begin inherited Destroy; end; end. 3 、结束语 Delphi的全新可视化编程环境,为我们提供了一种方便、快捷的Windows应用程序开发工具。对于程序开发人员来讲,使用Delphi开发应用软件,无疑会大大地提高编程效率。在delphi中可以很方便的利用流实现文件处理、动态内存处理、网络数据处理等多种数据形式,写起程序也会大大提高效率的。 参考文献: 1 、DELPHI系统帮助 2、冯志强. Delphi 中压缩流和解压流的应用 3、陈经韬.谈Delphi编程中“流”
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