《简易文件加密解密》.doc

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1、常熟理工学院课程设计报告 课程设计报告课程 微机原理课程设计 题目 简易文件加密解密 系 别 物理与电子工程学院 年 级 08级 专 业 电子信息工程 班 级 3 学 号 160408321 学生姓名 花花 指导教师 马玉龙 职 称 助教 设计时间 2011.5.30 2011.6.3 19目录第一章 绪论1第二章 分析与设计22.1 题目22.2 要求22.3 方案设计与论证22.3.1 整体设计思路22.3.2 方案选择22.4结构框图等设计步骤3第三章 实验程序及分析53.1 宏定义53.2 加密解密的选择53.3加密和解密6第四章 实验结果及问题处理84.1 实验结果84.2出现的问题

2、以及解决的方案124.2.1 文件读写操作问题124.2.2 读入缓冲区的大小问题124.2.3 文件结束标志12第五章 总结与体会13参考文献14附录15第一章 绪论随着计算机硬件的发展，微机系统的功能越来越强，而且计算机的程序设计语言也经过了一个发展的过程。从最基本的机器语言到汇编语言，并到高级的智能化语言，如visual C+、visual Basic等，不断前进。汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言。在汇编语合中，用助记符( Memoni )代替操作码，用地址符号(Symbol)或标号(Label)代替地址码。这样用符号代替机器语言的二进制码，就把机器

3、语言变成了汇编语言。于是汇编语言亦称为符号语言。使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中语言处理系统软件。汇编程序把汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。汇编语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。汇编语言，作为一门语 言，对应于高级语言的编译器，需要一个“汇编器”来把汇编语言原文件汇编成机器可执行的代码。高级的汇编器如MASM，TASM等等为我们写汇编程序提供了很多类似于高级语言的特征，比如结构化、抽象等。在这样的环境中编写的汇编程序，有很大一部分是面向汇编

4、器的伪指令，已经类同于高级语言。现在的汇编环境已经如此高级，即使全部用汇编语言来编写windows的应用程序也是可行的，但这不是汇编语言的长处。汇编语言的长处在于编写高效且需要对机器硬件精确控制的程序。对给定的文件进行加密是当今计算机科学中的一个非常热门话题。在本课程设计中，目的是给给定的文件进行加密和解密，加密方法有：文件里文本的二进制与10101010B作求和，解密则相应的与10101010B相减。课设只是把所学的知识加以应用，不能轻视题目的简单，我们要借此机会，加强汇编语言的学习，并加深自己的知识。在设计中，程序应用了BIOS中一些系统中断，设计了人性化的界面，这些是自学的汇编知识并加以

5、应用，当然也有很多DOS系统的功能调用。总之，自己结合平时所学和最近的自学，认真的完成课题，并很好的实现了相应的功能。第二章 分析与设计2.1 题目简易加密解密程序2.2 要求编写一个程序能够对某个文件进行简单加密和解密，加密过程要求将文件中所有数据读出，然后将每个字节的读出数据和10101010B作求和运算，实现加密，需要解密时用相应的求差运算。要求有提示信息。例如：INPUT THE FILE NAME NEED TO HANDLE:2.3 方案设计与论证2.3.1 整体设计思路1. 考虑到要读文件内容,所以要先打开文件；2. 判断是要加密还是解密；3. 经行加密（解密）操作。4. 关闭文

6、件。2.3.2 方案选择1对于加密（解密），我们有两种方案：（1）把文件内容加密（解密）之后替换原来内容为加密（解密）内容；（2）把文件内容加密（解密）之后存在缓存区，删除原来文件并新建一个和原来名字一样的文件，存入加密（解密）数据。对于方案（2）在源文件存入缓冲区之后，源文件可以被删除，但是在创建新的文件的时候，实践的时候无法创建。然后再考虑到，这种方案比较繁琐，错误的几率比较大。方案（1）在同一个文件中进行读写，用加密数据将原来的数据覆盖，数据安全性提高的同时，程序设计不再繁琐，所以我们选择方案（1）。2对于怎么读文件数据，我们有三种方案：（1）利用汇编语言读文件功能调用，将文件数据分51

7、2个字节分批读入内存，加密（解密）后返回给文件；（2）利用汇编语言读文件功能调用，将文件数据每次读一个字节，加密（解密）后返回文件；（3）利用汇编语言读文件功能调用，将文件数据分读8个字节分批读入内存，加密（解密）后返回文件。从理论上讲，上述方案都可行，但是在实际操作中，我们发现方案（1）（2），可能由于cup处理的问题，在运行中程序都被打断，达不到预期效果，尤其是方案（1）。最终我们选择方案（2），因为在后期的编写中我们发现方案（2）更加简便，能够避免前面方案出现的问题，从而简化操作流程。2.4结构框图等设计步骤如图1为本程序的汇编流程图，由于程序对文件的操作很多，所以编程过程中用到了很多功

8、能调用。开始 获取文件名（0AH功能调用）打开文件（3DH功能调用）获取选择（01H功能调用）创建新文件（3CH功能调用）读文件（3FH功能调用）写入新文件（40H功能调用）加密或解密字符N文件结束？Y关闭两个文件（3EH功能调用）删除原文件（41H功能调用）重命名新文件（56H功能调用）结束图 1 汇编思路流程图第三章 实验程序及分析3.1 宏定义1，输出字符串PRINTMACROMSGPUSH DXPUSH AXLEA DX,MSGMOV AH,09HINT 21HPOP AXPOP DXENDM这是一个简单的宏定义，作用为想屏幕输出一个字符串，入口参数为字符串的首地址。当然，为了避免AX

9、、DX寄存器的有用数据丢失，进行压栈和出栈操作。2，输入单字符GETSMACRO ADDR PUSH DXPUSH AXLEA DX,ADDRMOV AH,0AHINT 21HPOP AXPOP DXENDM这个宏定义可以用于：，获取输入的加密还是解密的信息，给用户最后的提示信息后，按任意键退出。（详见附录）3.2 加密解密的选择PRINT CHOSEMOV AH,01HINT 21HCMP AL,31HJZ MODE1CMP AL,32HJZ MODE2JMP REDY_TO_QUITMODE1:MOV AL,01HMOV MODE,ALJMP BEGINMODE2:MOV AL,02HMO

10、V MODE,ALJMP BEGIN其中MODE是是已定义的一个字节的内存，存放用户输入的加密还是解密的信息，MODE=01H，加密；MODE=02H，解密。（其实加密解密无所谓，因为它们是反过程，完全可以反过来理解，编写代码是没有必要搞得太清楚。）3.3加密和解密READ_FILE:MOV BX,F1_NOLEA DX,BUFFERMOV CX,1MOV AH,3FH INT 21HJNC RED_OKPRINT NOTREADJMP REDY_TO_QUITRED_OK:ENCODE_DECODE:TEST AX,0FFFFHJZ CODE_OKMOV AL,BUFFERMOV AH,MO

11、DECMP AH,01HJNZ DEADD AL,0AAHJMP OKDE:SUB AL,0AAHOK:MOV BUFFER,ALMOV BX,F2_NOMOV CX,1LEA DX,BUFFERMOV AH,40HINT 21HJMP READ_FILE思想是这样的：每次从F1（需要加密的文件），读取一个字节。再通过AX判断文件是否结束，如果结束，则编码结束。当然了，不会第一次读文件就结束，除非时空文件，不过我猜就算是空文件也因该有一些存放数据吧，比如日期之类的。如果文件没有结束，则读出一个字节，通过MODE中的值判断进行加密或解密，完成后，写入新文件。随后读取下一个字节第四章 实验结果及问

12、题处理4.1 实验结果如图2为程序界面，图3显示不能打开文件时的提示信息，图4 选择加密还是解密，图5完成加密，准备退出，图6图4.6给了一些文件加密前和加密后后的结果展示，解密后的文件和加密前的一样。本程序理论上对计算机二进制文件都可以加密和解密，图中只给出了对TXT和JPG的加解密。图2 程序界面图3 不能打开文件图4 选择加密还是解密图5 加密完成，准备退出图6 TXT加密之前图7 TXT加密之后图8 JPG图片加密前图9JPG图片加密后4.2出现的问题以及解决的方案 4.2.1 文件读写操作问题一开始我们直接对文件进行读写操作，总是出现问题，后来知道，文件操作有一定的步骤，即进行文件读

13、写前都要打开文件，完成读写后还要关闭文件，并且通过文件代号（句柄）来标示文件。这个听起来起来有点像废话，但这就是系统功能调用处理文件的必经步骤（以前我们处理文件时也是按照这样的步骤来的，只不过一些应用软件帮我们完成了这些步骤而已）。4.2.2 读入缓冲区的大小问题 我们的编码算法很简单，操作对象是单个字节，因此我们每次读入缓冲区的字节数为一个字节就够了。4.2.3 文件结束标志因为我们每次读文件只读一个字节，用的是3FH号功能，出口参数是AX，存放实际读取的字节数，因此我们没读完一个字节后分析AX里面是不是零就可以了，如果是零，则文件读取结束，否则继续读下一个字节。第五章 总结与体会 在第一天

14、课程设计的时候，我们小组已经在网上找到了一摸一样的代码。不过为了多学点东西，我们小组还是决定自己做。 困难，当然是有的。特别是刚开始的时候，编译和链接都没有显示错误，但运行程序时运行不起来，这时候不知道该怎么调试，只能一条一条的分析汇编代码。因为上学期学微机原理的时候没怎么用到字符串的读写，开始想当然的操作由键盘得来的字符串，不管怎么处理，输出来的结果都是不对的。后来只得慢慢查阅治疗。很明显的教训就是：做东西前先要查阅相关的资料，不能想当然。 有了头绪之后就渐渐的快起来了，昨天早上半天在实验室基本没做什么事情，就熟悉了一下题目，编写几段简单的汇编代码调试不出来后就素手无策了。（我想对于刚开始试

15、着自己编写一些东西的同学都是这样的吧。）效率最高的是昨天晚上，我倒图书馆借了一本书，就是参考文献的第二本，九点半坐在宿舍开始搞。写几行代码，看几页书，就这样慢慢地进行着。进行程序的分块调试。从最基本的输出字符串开始。然后将加密前的文件和加密后的文件在代码中给出（即程序运行时不需要从键盘或得），随后添加从键盘或得文件名的功能。搞到一点半基本完成，高兴地睡了。 今天早上给小组同学看成果的时候，他们立马提出了一个要求：加密后的文件应该立即覆盖源文件，不需要输入两次文件名（分别为加密前的文件名和加密后的文件名）。于是，改。 改的时候矛盾产生了：在我的算法中，两个文件是同时打开的，而且每次读写一个字节。

16、因此建立第二个文件时不能立即覆盖第一个文件，否则无法读取源文件。于是想出了一个简单的办法：创建一个新文件，将加密（解密）后的内容放入这个新文件中，然后将源文件删除，最后将新文件的文件名改为源文件的文件名。这样，对用户来说，就是对文件经行加密（解密）。 通过这次课程设计，我又加深了我以前的一个想法：人，没有聪明和笨之分，技术这方面的东西，只要师傅肯教，学生肯学，学起来是非常快的。随着网络的发展，学期渠道的增多，师傅的作用淡化了，（当然，不是说师傅不重要，而是说以大众为师，在生活中获得知识。）学到东西的多少，完全还由学生自己的品质决定。陈汝军 2011/6/3（0:08）参考文献1 朱金钧. 微型

17、计算机原理及应用技术.机械工业出版社，第2版2 程学先，汇编语言程序设计，武汉理工大学出版社附录PRINTMACROMSG;向屏幕输出宏定义PUSH DXPUSH AXLEA DX,MSGMOV AH,09HINT 21HPOP AXPOP DXENDMGETSMACRO ADDR ;DS:DX=缓冲区首地址PUSH DXPUSH AXLEA DX,ADDRMOV AH,0AHINT 21HPOP AXPOP DXENDMDATA SEGMENT INFODB0AH,0DH,-WELCOME TO USE OUR CODE/DECODE TOOL-,0AH,0DHDB0AH,0DH,|,0AH

18、,0DHDB0AH,0DH,| MADE BY HUAHUA |,0AH,0DHDB0AH,0DH,| NO RIGHTS RESERVED|,0AH,0DHDB0AH,0DH,| |,0AH,0DHDB0AH,0DH, -,0AH,0DHDB0AH,0DH,0AH,0DH,$INPUTDB0AH,0DH,INPUT THE FILE NAME NEED TO HANDLE:,0AH,0DH,$CHOSEDB0AH,0DH,CHOSE:1-ENCODE，2-DECODE OTHERS-QUIT,0AH,0DH,$NOTOPENDB0AH,0DH,CAN NOT OPEN FILE!,0AH,0

19、DH,$NOTCRTDB0AH,0DH,CAN NOT CREATE NEW FILE,0AH,0DH,$NOTREADDB0AH,0DH,CAN NOT READ FILE!,0AH,0DH,$WAITINGDB0AH,0DH,IM DEALING,PLEASE WAIT!,0AH,0DH,$FINISHDB0AH,0DH,MISSION SUCCESS!,0AH,0DH,$REDY_QUITDB0AH,0DH,PRESS ANY KEY TO QUIT!,0AH,0DH,$F1_NAMEDB20F1_NAMELENDB?FILE1DB20 DUP (0)FILE2DBTEMP.TXT,0B

20、UFFERDB?LONGDW?MODEDB?;存放标志，MODE=1,编码；MODE=2译码F1_NODW ?F2_NODW ?BUFFER_INDB 80H DUP(?)CHOICEDB ?DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:PRINT INFOMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV ES,AXPRINT INPUTGETS F1_NAME;获取原文件名MOV BH,0MOV BL,F1_NAMELENMOV FILE1BX,0LEA DX,FILE1;打开原文件FILE1MOV AL,00HMOV AH,3DHINT 2

21、1HJNC OPEN_OKPRINT NOTOPENJMP REDY_TO_QUITOPEN_OK:MOV F1_NO,AX;-PRINT CHOSE;选择加密还是解密MOV AH,01HINT 21HCMP AL,31HJZ MODE1CMP AL,32HJZ MODE2JMP REDY_TO_QUITMODE1:MOV AL,01HMOV MODE,ALJMP BEGINMODE2:MOV AL,02HMOV MODE,ALJMP BEGIN;-BEGIN:PRINT WAITINGLEA DX,FILE2MOV AH,3CHMOV CX,0INT 21HJNC CRT_OKPRINT N

22、OTCRTJMP REDY_TO_QUITCRT_OK:MOV F2_NO,AXLEA DX,FILE2MOV AH,3DHINT 21H;-READ_FILE:;读文件一个字节MOV BX,F1_NOLEA DX,BUFFERMOV CX,1MOV AH,3FH INT 21HJNC RED_OKPRINT NOTREADJMP REDY_TO_QUITRED_OK:ENCODE_DECODE:TEST AX,0FFFFHJZ CODE_OKMOV AL,BUFFERMOV AH,MODECMP AH,01HJNZ DEADD AL,0AAHJMP OKDE:SUB AL,0AAHOK:MO

23、V BUFFER,ALMOV BX,F2_NOMOV CX,1LEA DX,BUFFERMOV AH,40HINT 21HJMP READ_FILECODE_OK:MOV BX,F1_NOMOV AH,3EHINT 21HMOV BX,F2_NOMOV AH,3EHINT 21HLEA DX,FILE1;删除原文件MOV AH,41HINT 21HLEA DX,FILE2;创建的文件重命名LEA DI,FILE1MOV AH,56HINT 21HPRINT FINISHJMP REDY_TO_QUIT;-REDY_TO_QUIT:PRINT REDY_QUITMOV AH,01HINT 21HMOV AH,4CH INT 21HCODE ENDSEND START课程设计独创性声明： 本次课程设计除了课题背景及意义等少数内容参考相关文献外，其余原理及代码均属自己原创。 学生签名： 花花 指导教师评语：课程设计成绩： 指导教师签名： 教研室意见： 教研室主任签名：