总结C语言在嵌入式开发中应用的知识点（文件数据的加密与解密）

<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);">     好几天没写总结了，因为最近特别特别忙，各种驱动的代码都要我去改去测试，我主要最近主要是在搞驱动中数据，文件加密解密这块，就这块内容，便运用到了C语言最核心的两个知识点---数组和指针。</span>

 加密数据和文件为什么要用到指针和数组？

         首先你要打开一个文件，那么在标准C中，你可以定义一个文件描述符,标准C语言提供了fopen ,fread,fwrite,fseek等等的一些操作文件的接口，我们不妨来看看，这些接口到底是怎么使用的。

 

函数原型：FILE * fopen(const char * path,const char *mode);

返回值：文件顺利打开后，指向该流的文件指针就会被返回。如果文件打开失败则返回NULL，并把错误代码存在errno中。

一般而言，打开文件后会做一些文件读取或写入的动作，若打开文件失败，接下来的读写动作也无法顺利进行，所以一般在fopen()后作错误判断及处理。

mode有下列几种形态字符串:

r 以只读方式打开文件，该文件必须存在。

r+ 以可读写方式打开文件，该文件必须存在。

w 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。

等等….

废话不多说，上代码：

#include<stdio.h>
//定义一个文件的路径
#define F_PATH "d:\\myfile\\file.dat"
int main(void)
{
    FILE*fp=NULL;//需要注意，最好初始化为空，因为文件流也是指针
    fp=fopen(F_PATH,"r");//以只读方式打开
    if(NULL==fp)
    {
        return -1;//要返回错误代码
    }
    fclose(fp);//关闭文件描述符
    fp=NULL;//需要指向空，否则会指向原打开文件地址
    
     return 0;
}

打开方式总结：各种打开方式主要有三个方面的区别：

①打开是否为二进制文件，用“b”标识。

②读写的方式，有以下几种：只读、只写、读写、追加只写、追加读写这几种方式。

③对文件是否必须存在、以及存在时是清空还是追加会有不同的响应。

 

当然，我只是举了一个最简单的例子，如果你有兴趣，慢慢去尝试。

以下是linux系统编程的open 打开文件的操作:

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
   int fd,size;
   char s [ ]=”Linux Programmer!\n”,buffer[80];
   fd=open(“/tmp/temp”,O_WRONLY|O_CREAT);
   write(fd,s,sizeof(s));
close(fd);
   fd=open(“/tmp/temp”,O_RDONLY);
  size=read(fd,buffer,sizeof(buffer));
  close(fd);
  printf(“%s”,buffer);
}

在UNIX系统编程中，打开文件还可以用open这个函数，具体怎么用自己百度！！要养成看函数的习惯，看多了自然就会了，其实这么厚一本，6-7百页，等你会了10个，那6-7百页的东西就都会了，只是函数而已嘛，拿来用就行了，至于会不会用，那要问问你自己C语言学得怎么样，还有对操作系统的理解程度怎么样。

以上说的是打开文件的一些简单操作，当然还有读，写，偏移等等。

函数原型:

size_t fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream);

buffer

用于接收数据的内存地址

size

要读的每个数据项的字节数，单位是字节

count

要读count个数据项，每个数据项size个字节.

stream

输入流

返回值:实际读取的元素个数。如果返回值与count不相同，则可能文件结尾或发生错误。从ferror和feof获取错误信息或检测是否到达文件结尾。

写：size_t fwrite(const void* buffer, size_t size, size_tcount, FILE* stream);

注意：这个函数以二进制形式对文件进行操作，不局限于文本文件

返回值：返回实际写入的数据块数目

（1）buffer：是一个指针，对fwrite来说，是要获取数据的地址；

（2）size：要写入内容的单字节数；

（3）count:要进行写入size字节的数据项的个数；

（4）stream:目标文件指针；

（5）返回实际写入的数据项个数count。

偏移:

int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);

函数设置文件指针stream的位置。如果执行成功，stream将指向以fromwhere（偏移起始位置：文件头0(SEEK_SET)，当前位置1(SEEK_CUR)，文件尾2(SEEK_END)）为基准，偏移offset（指针偏移量）个字节的位置。如果执行失败(比如offset超过文件自身大小)，则不改变stream指向的位置。

返回值: 成功，返回0，失败返回-1，并设置errno的值，可以用perror()函数输出错误。

 

与此类似的UNIX接口有：open , read , write ,lseek,create ,opendir ,readdir,等等，慢慢学慢慢用，孰能生巧。

那么，为什么说这些知识点用到了加密解密上了，怎么用的?

比如，现在有一串密码.

       I123W598DWADA88DASDAJ

       这串密码需要进行加密，那么我们先用一个char型的数组将它保存起来。

       Charbuffer[] = {‘ I’,1,2,3,’W’,5,9,8,’D’,’W’,’A’,’D’,’A’,8,8,’D’,’A’,’S’,’D’,’A’,’J’} ;

       那如何加密?

我们可以用下面的方法来对这串数组进行简单的加密:

#include <stdio.h>
#define  NR(x)  (sizeof(x)/sizeof(x[0]))

unsigned char buffer[] = {'I',1,2,3,'W',5,9,8,'D','W','A','D','A',8,8,'D','A','S','D','A','J' } ;

//加密 
void  Crypt_Data(unsigned char buffer[]);
//解密 
void  Uncrypt_Data(unsigned char buffer[]);
int main(void)
{
	static int i = 0 ; 
	//将数组加密 
	Crypt_Data(buffer);
	//将数组解密 
	Uncrypt_Data(buffer);
	//数组输出 
	for(i = 0 ; i < NR(buffer) ; i++){
		if(buffer[i] < 60) 
			buffer[i] = buffer[i] + '0' ;
		else
			buffer[i] = buffer[i] ;	
	}	
	printf("%s\n",buffer); 	
	return 0 ;
}

//加密 
void  Crypt_Data(unsigned char buffer[])
{
	static int i = 0 ; 
	for(i = 0 ; i < NR(buffer) ; i++)
	{
		buffer[i] << 1 ;   //将数组中每个数据按位左移1位 
		buffer[i] += 2 ;   //左移完都加上2 
		buffer[i] += 3 ;   //都加上2后都加上3
		buffer[i] >> 4 ;   //整体数据按位左移4位 
	} 
}

//解密 
void  Uncrypt_Data(unsigned char buffer[])
{
	static int i = 0 ;	
	for(i = 0 ; i < NR(buffer) ; i++)
	{
		buffer[i] >> 1 ;   //按照加密的格式将数组解密出来 
		buffer[i] -= 2 ;
		buffer[i] -= 3 ;
		buffer[i] << 4 ;
	}
}

运行结果:

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好像没和文件有什么关系对吧？哈哈，这就需要开动脑经啦。如果现在数据都在一个文件里，我 要将数据读出来，然后进行加密操作存在一个数组里去，接着将原来的文件的数据清空，然后再写到这个文件里去。思路就是这样子：

首先你先创建一个文件写上我说的‘ I’,1,2,3,’W’,5,9,8,’D’,’W’,’A’,’D’,’A’,8,8,’D’,’A’,’S’,’D’,’A’,’J’这串数据

接着你就可以编程进行操作了: 

1 、 fopen :打开文件   

2、fread :从文件里读数据存到一个buffer数组里   

3、加密    

4、fclose :关闭文件描述符  

5、fopen以清空文件的模式接着打开这个文件。

6、lseek:偏移文件指针的位置     

7、fwrite 将加密完的数据写入这个文件

8、加密完成

9、fclose:关闭文件描述符

加密操作大概就是这个样子，解密也是一样的，不用多说了。

同时，以上的在linux下开发也可以用open , read , write , lseek ,close这些接口来代替。

但是UNIX接口对于块数据效率会比较高，对于小的数据效率就低了，所以，在文件不大的情况下(小于一块)，建议还是使用标准C的接口。

今天就到这里，往后遇到什么问题，再做总结