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c# - 有没有比 FileStream.WriteByte() 方法更快的替代方法或任何方法来加速 C# 中的 FileStream.WriteByte()？

问题描述

我是 C# 编程的初学者。最近我创建了一个简单的文件加密程序和一个解密程序。首先，我将一个文件放入 FileStream 并根据密码更改文件的每个字节。这是我的代码

加密器的代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;

namespace Encrypter
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {         
            //Actual code starts from here
            string file_path = @args[0];

            string[] splited_filepath = file_path.Split('\\');
            string file_name = splited_filepath[splited_filepath.GetLength(0) - 1];

            FileStream file;
            if (File.Exists(file_path))
            {
                file = new FileStream(file_path, FileMode.Open);
                if (!file.CanWrite)
                {
                    Console.WriteLine("The file exists, but not writable!");
                    return;
                    //goto exit;
                }
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("The file does not exist!\n{0}", file_path);
                return;
                //goto exit;
            }

            Console.Write("Enter the password : ");
            string password = Console.ReadLine();

            if(password == "")
            {
                Console.WriteLine("Password Cannot be empty!");
                return;
            }

            try
            {
                while(file.Position < file.Length)
                { 
                    int b_input = file.ReadByte();
                    file.Position--;
                    file.WriteByte(encrypt_byte(b_input,password,file.Position));
                    file.Position++;
                }
            }
            catch(Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
                return;
                //goto exit;
            }

            file.Close();
            string encrypted_file_name = base64_enc(file_name) + compute_hash(password, new MD5CryptoServiceProvider());
            string encrypted_file_path = create_encrypted_file_path(encrypted_file_name, splited_filepath);

            try
            {
                File.Move(file_path, encrypted_file_path);
            }
            catch(Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
                return;
            }
            //exit:;
        }

        static string create_encrypted_file_path(string enc_filename, string[] splited_fp)
        {
            string output = "";
            for(int a = 0; a < splited_fp.GetLength(0) - 1; a++)
            {
                output += (splited_fp[a] + "\\");
            }
            output += enc_filename;
            return output;
        }

        //Encrypting method starts here
        static byte encrypt_byte(int input, string pass, long pos)
        {
            char[] pass_char = pass.ToArray();
            int char_pos = Convert.ToInt32(pos % pass_char.GetLength(0));
            byte output = Convert.ToByte(
                (input + Convert.ToInt32(pass_char[char_pos])) % 256
                );
            return output;
        }

        static string compute_hash(string input,HashAlgorithm algorithm)
        {
            return BitConverter.ToString(algorithm.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(input)));
        }

        //base64 encoding method
        static string base64_enc(string input)
        {
            return Convert.ToBase64String(Encoding.UTF8.GetBytes(input));
        }
    }
}

解密器代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;

namespace Decrypter
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //Actual code starts from here
            string file_path = args[0];

            string[] splited_filepath = file_path.Split('\\');
            string file_name = splited_filepath[splited_filepath.GetLength(0) - 1];

            string encrypted_filename = file_name.Substring(0, file_name.Length - 47);
            string hashed_password = file_name.Substring(file_name.Length - 47);

            FileStream file;
            if (File.Exists(file_path))
            {
                file = new FileStream(file_path, FileMode.Open);
                if (!file.CanWrite)
                {
                    Console.WriteLine("The file exists, but not writable!");
                    return;
                    //goto exit;
                }
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("The file does not exist!\n{0}", file_path);
                Console.ReadLine();
                return;
                //goto exit;
            }

            Console.Write("Enter the password : ");
            string password = Console.ReadLine();
            if(password == "")
            {
                Console.WriteLine("Password cannot be empty!");
                return;
            }

            //Varify the password
            if(compute_hash(password,new MD5CryptoServiceProvider()) != hashed_password)
            {
                Console.WriteLine(compute_hash(password, new MD5CryptoServiceProvider()));
                Console.WriteLine(hashed_password);
                Console.WriteLine("Invalid password!");
                return;
            }

            try
            {
                while(file.Position < file.Length)
                {                
                    int b_input = file.ReadByte();
                    file.Position--;
                    file.WriteByte(decrypt_byte(b_input, password, file.Position));
                    file.Position++;
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
                Console.ReadLine();
                return;
                //goto exit;
            }
            file.Close();
            string decrypted_filename = base64_dec(encrypted_filename);
            string decrypted_filepath = create_decrypted_file_path(decrypted_filename, splited_filepath);

            try
            {
                File.Move(file_path, decrypted_filepath);
            }
            catch(Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
                return;
            }

            //exit:;
        }

        //Decrypting method starts here
        static byte decrypt_byte(int input, string pass, long pos)
        {
            char[] pass_char = pass.ToArray();
            int char_pos = Convert.ToInt32(pos % pass_char.GetLength(0));
            byte output = Convert.ToByte(
                get_output_byte(input - Convert.ToInt32(pass_char[char_pos]))
                );
            return output;
        }

        //a simple method to get the numaric value of the output byte
        static int get_output_byte(int number)
        {
            if (number < 0) return 256 + number;
            else return number;
        }

        static string compute_hash(string input, HashAlgorithm algorithm)
        {
            return BitConverter.ToString(algorithm.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(input)));
        }

        //base64 decoding method
        static string base64_dec(string input)
        {
            return Encoding.UTF8.GetString(Convert.FromBase64String(input));
        }

        static string create_decrypted_file_path(string enc_filename, string[] splited_fp)
        {
            string output = "";
            for (int a = 0; a < splited_fp.GetLength(0) - 1; a++)
            {
                output += (splited_fp[a] + "\\");
            }
            output += enc_filename;
            return output;
        }
    }
}

问题是这两个程序都相当慢，加密或解密大文件需要几个小时。有什么建议可以加快这个过程吗？

标签： c#encryption

解决方案

这是我能想到的在循环中使用 a 的最糟糕的方法FileStream：

int b_input = file.ReadByte();
file.Position--;
file.WriteByte(encrypt_byte(b_input,password,file.Position));
file.Position++;

好吧，第一行还不错。第二行导致流刷新其写入缓冲区并使其读取缓冲区无效。然后我们写入一个新字节并再次调整位置，导致另一个刷新和失效（并导致我们跳过每隔一个字节引导，因为WriteByte已经更新了文件位置）。

简单的解决方案是File.ReadAllBytes在内存中使用和操作。但是，正如您自己观察到的，这不适用于大文件。

相反，您应该使用大小合理的缓冲区（例如var buffer = new byte[4096];），然后使用file.Read以块1读取文件。如果您还可以使用指向第二个文件的单独流作为写入端，则更好，这样您仍然可以从两侧的缓冲区中受益。

您必须维护自己对文件中位置的计数，而不是依赖文件的属性，并且您的循环应该在返回Position时终止（但请确保您始终注意该值并且只处理那么多缓冲区） .Read0

最后，关闭两个流，删除旧文件并移动/重命名新文件以替换它。

请注意，这种“加密”适用于玩具用途，但不应认真用于任何事情。您已经知道System.Security.Cryptography命名空间。对于任何严肃的加密工作，您应该在那里寻找现有的课程，而不是自己动手。

1也考虑使用Async变体。大部分时间仍然会花在做 I/O上。在发生这种情况时阻塞线程不会为系统增加太多价值。

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