一種加密檔案檔案格式方案的設計思路

2021-04-20 22:04:21 字數 1340 閱讀 2299

該方案是圍繞加密檔案的管理進行加解密等操作的,因此加密檔案的檔案格式設計至關重要。我們參考了zip檔案格式標準,對加密檔案的檔案格式進行了設計。

l檔案格式概覽

乙個加密檔案由以下三個部分數序排列組成:加密檔案資料區、加密檔案目錄區、加密檔案總控區。

其中,加密檔案資料區儲存加密後的密文區塊,加密檔案目錄區儲存加密後的虛擬目錄體系,加密檔案總控區儲存加密檔案的概要資訊。

l加密檔案總控區的資料格式

加密檔案總控區位於檔案的末尾,它包含了該加密檔案的總體資訊,在開啟加密檔案時,首先是通過總控區獲取文件的基本資訊。

同時,總控區還包含了指向目錄區起始位置的偏移量、目錄區的目錄項數、目錄區所佔位元組數等資訊,用以進一步對目錄區進行定位及訪問。

加密檔案總控區的資料格式如下:

l加密檔案檔案格式使用示意

該方案在操縱加密檔案時,首先將總控區及目錄區裝載到系統的檔案管理物件體系中,之後對檔案的操作(加解密、目錄維護、備註修改)都是根據操作所需的資料,從總控區索引到目錄區,再從目錄區索引到資料區。

l加密檔案管理流程

該方案對檔案的管理採取虛擬目錄的方式,即在加密檔案中允許建立並維護檔案內部的目錄結構。處理要點如下:

l 在開啟加密檔案時,系統載入檔案的控制資訊,包括負責總控的總控區和負責虛擬目錄的目錄區,並在記憶體中形成對應的物件型資料結構。資料區只有在需要操作檔案內的檔案條目時,才根據需要以流(stream)的方式載入(詳細情況參考加密解密流程),並且載入乙個條目的資料,處理之後釋放,然後才載入下乙個條目。這會提高系統的處理效率並降低記憶體資源的占用,也利於系統處理較大的檔案。

l 後繼對檔案操作(加密/解密)時,將同時維護記憶體的控制區資料結構(包括檔案總控區和目錄區),並根據目錄區更改相應的更改磁碟上資料區所保持的加密資料。

l 儲存檔案時,因資料區已經在操作時不斷相應更新,因此只需寫回更改後的控制區即可完成。

(摘自協助友人指導學生的參賽作品)

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