最近和小夥伴一起構建了一個包含仿射、流密碼RC4、流密碼LFSR+JK，DES及RSA的加解密系統。界面包括加解密算法選擇框，加密解密按鈕，加密明文信息框以及解密密文信息框。
完整代碼已經上傳到github上了，裏面的README.md有具體的操作說明教程，需要的同學可以自取，地址：https://github.com/Alexlingl/Cryptology
下面就大致介紹一下這個加解密系統的構建過程。
一、界面的設計與實現：
（一）、界面的設計：
（二）、界面的實現
1、佈局：採用邊框佈局BorderLayout。它會將界面分爲東南西北中四個部分，相應的，我們在北部添加一個Jpanel，作爲按鈕等組件的容器。在東部添加一個JPanel，作爲JScrollPane的容器，呈現待處理的具體信息。在中部添加一個JPanel，也是作爲JScrollPane的容器，不同的是它呈現的是處理後的具體信息。
2、信息框：使用JScrollPane可以實現信息過多時，可以下拉的效果，但是如果我們要在上面展示文字，還需要往上面添加一個JTextArea組件。
3、打開文件功能：調用JFileChoose來實現，點擊後會出現一個從計算機中選擇文件的界面。
4、算法下拉可選框：調用了JComboBox
5、最終的界面實現
二、界面監控與後臺：
（一）、“選擇文件”功能的按鈕監控與後臺邏輯實現：
1、首先我們需要給按鈕添加監聽機制
2、接着，我們需要保存獲取的文件
3、最後利用addmessageleft這個方法，把選擇的文件內容展示在待處理的信息框中
（二）、可選框的監聽與後臺邏輯實現：
1、首先需要給可選框添加監聽機制
2、其次我們需要記錄可選框中用戶當前所選擇的內容，這裏我定義了一個choosetype來作爲標誌。根據用戶不同的選擇來給這個變量賦值。
（三）、加解密按鈕的監聽與後臺邏輯實現：
1、首先還是需要給兩個按鈕添加監聽機制
2、接着我們需要判斷用戶點擊的是“加密”還是“解密”按鈕，並進行不同的處理
3、最後，我們需要根據用戶當前下拉框中選擇的算法來進行相應的處理
以仿射加密爲例來看一下具體的處理過程
首先定義一個臨時存儲數據的動態字符串數組tmp，並調用事先定義好的仿射對象的加密方法encrypt()對文本中的信息一行行地進行加密，加密結果就存放在tmp中。接着我們把tmp傳給MessageWindows對象mw中的processed_text屬性，這個就是處理後的信息。調用WriteStringToFile()方法把加密後的信息輸出到“C:\\Users\\Administrator\\Documents\\仿射密文.txt”這個文件中。最後再調用addmessageright把處理後的信息顯示到右邊的信息顯示框即可。
三、代碼：
界面類
package player3;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.util.ArrayList;
import javax.swing.BorderFactory;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JComboBox;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
public class MessageWindows extends JFrame implements Config{
public static ArrayList<String>messageList;
// 三塊面板，一塊是背景，兩塊是信息顯示界面
public JPanel jPanel1,jPanelback2,jPanelback3;
//兩塊信息顯示界面，分別添加在JPanelback1和JPanelback2上面。直接加載JPanel上會出現大小無法調節等問題
public JScrollPane jPanel2,jPanel3;
//文件菜單按鈕
public JButton mnFile;
// 兩個按鈕，一個是加密，一個是解密
public JButton jButton1, jButton2;
//輸出臺
public JTextArea jTextAreainput,jTextAreaoutput;
//選擇進行加密的類型
public int choosetype;
//待處理的文本
public static ArrayList<String> text = new ArrayList();
//待處理的文本
public static ArrayList<String> processed_text = new ArrayList();
public MessageWindows() {
initComp();
this.choosetype=0;
messageList=new ArrayList();
}
public void initComp() {
this.setTitle("系統消息界面");
//設置頂級容器的大小，setSize()只對頂級容器有效
this.setSize(MainWindows_WIDTH,MainWindows_HIGHTH);
//窗體關閉時結束程序
this.setDefaultCloseOperation(3);
//設置窗體居中
this.setLocationRelativeTo(null);
this.setResizable(false);
jPanel1= new JPanel();
jPanelback2=new JPanel();
jPanelback3=new JPanel();
//下拉可選框
String[] choose={"仿射","流密碼RC4","流密碼LFSRJK","DES","RSA"};
JComboBox box=new JComboBox(choose);
//三個按鈕
mnFile= new JButton("選擇文件");
jButton1= new JButton("加密");
jButton2= new JButton("解密");
//設置爲邊界佈局
this.setLayout(new BorderLayout());
box.setPreferredSize(new Dimension(Button_WIDTH, Button_HIGHTH));
mnFile.setPreferredSize(new Dimension(Button_WIDTH, Button_HIGHTH));
jButton1.setPreferredSize(new Dimension(Button_WIDTH, Button_HIGHTH));
jButton2.setPreferredSize(new Dimension(Button_WIDTH, Button_HIGHTH));
//在畫板面板添加組件
jPanel1.add(mnFile);
jPanel1.add(box);
jPanel1.add(jButton1);
jPanel1.add(jButton2);
jPanel1.setPreferredSize(new Dimension(NorthPanel_WIDTH,NorthPanel_HIGHTH));
jPanelback2.setPreferredSize(new Dimension(WestPanel_WIDTH,WestPanel_HIGHTH));
jPanelback3.setPreferredSize(new Dimension(EastPanel_WIDTH,EastPanel_HIGHTH));
//待處理的信息，將選擇的待處理文本顯示到界面上
jTextAreainput=new JTextArea();
jPanel2= new JScrollPane(jTextAreainput);
jPanel2.setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
jPanel2.setBounds(41,34, WestPanel_WIDTH, 194);
jPanel2.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("待處理的信息"));
jPanel2.setPreferredSize(new Dimension(WestPanel_WIDTH,WestPanel_HIGHTH));
//處理後的信息，將處理後的文本信息顯示到界面上
jTextAreaoutput=new JTextArea();
jPanel3= new JScrollPane(jTextAreaoutput);
jPanel3.setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
jPanel3.setBounds(41,34, EastPanel_WIDTH, 194);
jPanel3.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("加/解密後的信息"));
jPanel3.setPreferredSize(new Dimension(EastPanel_WIDTH,EastPanel_HIGHTH));
jPanelback2.add(jPanel2);
jPanelback3.add(jPanel3);
//將界面加到佈局上
this.add(jPanel1,BorderLayout.NORTH);
this.add(jPanelback2,BorderLayout.WEST);
this.add(jPanelback3,BorderLayout.EAST);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
//設置界面可見
this.setVisible(true);
//爲文件選擇按鈕添加監聽機制
mnFile.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
try {
PlayerMain.openVideo();
} catch (IOException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
});
//爲可選框添加監聽機制
box.addActionListener(new ButtonListener(this,box));
//爲按鈕1，2添加監聽機制
jButton1.addActionListener(new ButtonListener(this));
jButton2.addActionListener(new ButtonListener(this));
}
//將處理信息加到左邊界面的方法
public void addmessageleft(ArrayList<String> text) throws FileNotFoundException{
this.text = text;
jTextAreainput.append("當前進行加/解密的文本\n");
jTextAreainput.paintImmediately(jTextAreainput.getBounds());
for(int i=0;i<text.size();i++){
jTextAreainput.append(text.get(i)+"\n");
jTextAreainput.paintImmediately(jTextAreainput.getBounds());
}
}
//將處理後的信息加到右邊界面上
public void addmessageright(ArrayList<String> processed_text) throws FileNotFoundException{
this.processed_text = processed_text;
jTextAreaoutput.append("當前加/解密後得到的文本\n");
jTextAreaoutput.paintImmediately(jTextAreainput.getBounds());
for(int i=0;i<processed_text.size();i++){
jTextAreaoutput.append(processed_text.get(i)+"\n");
jTextAreaoutput.paintImmediately(jTextAreaoutput.getBounds());
}
}
//把處理後信息輸入到文本文件中
public void WriteStringToFile(ArrayList<String> processed_text,String filepath) throws IOException {
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(filepath),"UTF-8");
for(int i=0;i<processed_text.size();i++){
osw.append(processed_text.get(i)+"\n");
}
osw.close();
}
}
界面監聽類：
package player3;
//設置按鈕監聽方法ButttonLitener類
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import javax.swing.JComboBox;
import des.DESUtil;
import jklfsr.Jk;
import fangshe.Fangshe;
import rc4.Stream_cipher;
import rsa.RSA;
//實現對JPanel的監聽接口處理
public class ButtonListener implements ActionListener{
public JComboBox box;
public MessageWindows mw;
public Fangshe fs=new Fangshe();
public RSA rsa=new RSA();
public Stream_cipher rc4=new Stream_cipher();
public Jk jk=new Jk();
public DESUtil des=new DESUtil();
//構造方法一，只需要傳界面對象
public ButtonListener(MessageWindows mw){
this.mw=mw;
}
//構造方法二，需要傳界面對象和下拉可選框的對象
public ButtonListener(MessageWindows mw,JComboBox box){
this.mw=mw;
this.box=box;
}
//在console中展示當前文本
public void showtext(ArrayList<String>text){
for(int i=0;i<text.size();i++){
System.out.println(text.get(i));
}
}
//當界面發生操作時進行處理
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
//根據點擊的按鈕做出相應的處理
if(e.getActionCommand().equals("加密")) {
//選擇進行仿射加密
if(mw.choosetype==0){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(fs.encrypt(mw.text.get(i)));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
//將加密結果輸出到文件
mw.WriteStringToFile(mw.processed_text, "C:\\Users\\Administrator\\Documents\\仿射密文.txt");
} catch (IOException e2) {
// TODO Auto-generated catch block
e2.printStackTrace();
}
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇流密碼RC4進行加密
else if(mw.choosetype==1){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(PlayerMain.toBinary(rc4.RC4_encrypt(mw.text.get(i))));
}
showtext(tmp);
try {
mw.WriteStringToFile(tmp, "C:\\Users\\Administrator\\Documents\\RC4密文.txt");
} catch (IOException e2) {
// TODO Auto-generated catch block
e2.printStackTrace();
}
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇流密碼LFSRJK進行加密
else if(mw.choosetype==2){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(PlayerMain.toBinary(jk.JK_encrypt(mw.text.get(i))));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.WriteStringToFile(tmp, "C:\\Users\\Administrator\\Documents\\LFSRJK密文.txt");
} catch (IOException e2) {
// TODO Auto-generated catch block
e2.printStackTrace();
}
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇DES進行加密
else if(mw.choosetype==3){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(PlayerMain.convertByteToHexString(des.jdkDECENcode(mw.text.get(i))));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.WriteStringToFile(mw.processed_text, "C:\\Users\\Administrator\\Documents\\DES密文.txt");
} catch (IOException e2) {
// TODO Auto-generated catch block
e2.printStackTrace();
}
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇進行RSA加密
else if(mw.choosetype==4){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(PlayerMain.toBinary(rsa.encryption(mw.text.get(i))));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.WriteStringToFile(tmp, "C:\\Users\\Administrator\\Documents\\RSA密文.txt");
} catch (IOException e2) {
// TODO Auto-generated catch block
e2.printStackTrace();
}
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
}
//判斷當前點擊的按鈕是不是解密
else if(e.getActionCommand().equals("解密")) {
if(mw.choosetype==0){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(fs.deciphering(mw.text.get(i)));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇RC4進行解密
else if(mw.choosetype==1){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
System.out.println(mw.text.get(i));
tmp.add(rc4.RC4_encrypt(PlayerMain.BinstrToStr(mw.text.get(i))));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇流密碼LFSRJK進行解密
else if(mw.choosetype==2){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(jk.JK_encrypt(PlayerMain.BinstrToStr(mw.text.get(i))));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇DES進行解密
else if(mw.choosetype==3){
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
System.out.println(mw.text.get(i));
byte[] bytetmp=PlayerMain.convertHexStringToByte(mw.text.get(i));
tmp.add(new String(des.jdkDECDecode(bytetmp)));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
//選擇RSA進行解密
else if(mw.choosetype==4){
//選擇進行RSA解密
ArrayList<String>tmp=new ArrayList();
for(int i=0;i<mw.text.size();i++){
tmp.add(rsa.decrypt(PlayerMain.BinstrToStr(mw.text.get(i))));
}
showtext(tmp);
mw.processed_text=tmp;
try {
mw.addmessageright(mw.processed_text);
} catch (FileNotFoundException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
}
//"仿射","流密碼RC4","流密碼LFSRJK","DES","RSA"
else if(box.getSelectedItem().equals("仿射")) {
mw.choosetype=0;
}
else if(box.getSelectedItem().equals("流密碼RC4")){
mw.choosetype=1;
}
else if(box.getSelectedItem().equals("流密碼LFSRJK")){
mw.choosetype=2;
}
else if(box.getSelectedItem().equals("DES")) {
mw.choosetype=3;
}
else if(box.getSelectedItem().equals("RSA")){
mw.choosetype=4;
}
}
}
選擇文件類：
package player3;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
import javax.swing.JFileChooser;
public class PlayerMain {
//界面類
static MessageWindows frame;
//待加解密的字符串
public static ArrayList<String> text = new ArrayList();
//處理後的字符串
public static ArrayList<String> processed_text = new ArrayList();
//程序的主函數入口，相當於c++的main函數
public static void main(String[] args) {
//創建主程序界面運行窗體
frame=new MessageWindows();
frame.setVisible(true);
}
//byte數組轉十六進制字符串
public static String convertByteToHexString(byte[] bytes) {
String result = "";
for(int i=0;i<bytes.length; i++) {
int temp = bytes[i]&0xff;
String tempHex = Integer.toHexString(temp);
if(tempHex.length()<2) {
result +="0"+tempHex;
}
else {
result += tempHex;
}
}
return result;
}
//將字符串轉爲二進制流
public static String toBinary(String str){
char[] strChar=str.toCharArray();
String result="";
for(int i=0;i<strChar.length;i++){
result +=Integer.toBinaryString(strChar[i])+ " ";
}
return result;
}
private static int[] BinstrToIntArray(String binStr) {
char[] temp=binStr.toCharArray();
int[] result=new int[temp.length];
for(int i=0;i<temp.length;i++) {
result[i]=temp[i]-48;
}
return result;
}
//將二進制轉換成字符
private static char BinstrToChar(String binStr){
int[] temp=BinstrToIntArray(binStr);
int sum=0;
for(int i=0; i<temp.length;i++){
sum +=temp[temp.length-1-i]<<i;
}
return (char)sum;
}
public static String BinstrToStr(String binStr){
String[] tempStr=binStr.split(" ");
char[] tempChar=new char[tempStr.length];
for(int i=0;i<tempStr.length;i++) {
tempChar[i]=BinstrToChar(tempStr[i]);
}
return String.valueOf(tempChar);
}
//十六進制字符串轉爲byte數組
public static byte[] convertHexStringToByte(String str) {
System.out.println(str);
if(str == null || str.trim().equals("")) {
return new byte[0];
}
byte[] bytes = new byte[str.length() / 2];
for(int i = 0; i < str.length() / 2; i++) {
String subStr = str.substring(i * 2, i * 2 + 2);
bytes[i] = (byte) Integer.parseInt(subStr, 16);
}
return bytes;
}
//打開文件
public static void openVideo() throws IOException {
JFileChooser chooser=new JFileChooser();
int v=chooser.showOpenDialog(null);
if(v==JFileChooser.APPROVE_OPTION){
File file=chooser.getSelectedFile();
ArrayList<String> tmp = new ArrayList();
Scanner sc = new Scanner(file);
while(sc.hasNextLine()){
tmp.add(sc.nextLine());
}
System.out.println("tmp="+tmp);
text = tmp;
//把選擇的文件傳過去
frame.addmessageleft(text);
}
}
}
四、注意事項
（一）、編碼問題：不同加密方式產生的字符各不相同，DES等加密算法加密後生成的字符無論是utf-8還是GBK異或是unicode都沒辦法很好地表示出來。如果直接把DES加密後字符串寫到文本中，會出現亂碼的問題。於是最終我決定把加密後的信息都轉爲二進制字符串進行保存，等待需要解密時再轉爲字符串進行處理。
（二）、JScrollPane必須放在JPanel上面，如果直接放在JFrame的佈局上，會出現無法調節JScrollPane大小的問題。
（三）、外部包的導入與生成
外部包的生成：右擊要生成外部包的包，選擇Export->JAR file
外部包的導入
先把外部包粘貼到lib中
右擊要導入的包，選擇build path即可。導入成功後我們是可以在Referenced Libraries中看到相應的包的
這篇博客只講了整個系統的架構實現，具體的算法實現涉及的內容太多，這裏就不展開講了。