现在需要chacha20算法的加密和解密的Qt项目方法,要满足下面的需求: 需要支持较大文本内容的.txt文件的加密和解密 加解密后的字符不能乱码 你能给出具体代码吗

2023-04-26by@201905556706-28oo0&@GPT-4.Model: gpt-3.5
201905556706-28oo0

现在需要chacha20算法的加密和解密的Qt项目方法,要满足下面的需求:

需要支持较大文本内容的.txt文件的加密和解密
加解密后的字符不能乱码
你能给出具体代码吗

Avatar
Avatar

以下是一个使用Qt实现chacha20算法加密和解密txt文件的示例代码:

#include <QFile>
#include <QDataStream>
#include <QByteArray>
#include <QDebug>
#include <sodium.h>

const int CHUNK_SIZE = 4096; // 每次读写文件的数据块大小

void encrypt(const QString& inputFilePath, const QString& outputFilePath, const QByteArray& key, const QByteArray& nonce)
{
    QFile inputFile(inputFilePath);
    if (!inputFile.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        qDebug() << "Failed to open input file";
        return;
    }

    QFile outputFile(outputFilePath);
    if (!outputFile.open(QIODevice::WriteOnly)) {
        qDebug() << "Failed to open output file";
        return;
    }

    qint64 fileSize = inputFile.size();
    qint64 bytesWritten = 0;

    // 初始化加密上下文
    crypto_stream_chacha20_xor_ic_state ctx;
    crypto_stream_chacha20_xor_ic_init(&ctx, nullptr, nonce.constData(), key.constData(), 0);

    while (bytesWritten < fileSize) {
        // 读取数据块
        QByteArray chunk = inputFile.read(CHUNK_SIZE);

        // 加密数据块
        QByteArray encryptedChunk(chunk.size(), Qt::Uninitialized);
        crypto_stream_chacha20_xor_ic(encryptedChunk.data(), chunk.constData(), chunk.size(), nonce.constData(), (uint64_t)(bytesWritten / CHUNK_SIZE), key.constData());

        // 写入加密后的数据块
        qint64 bytesToWrite = qMin(chunk.size(), fileSize - bytesWritten);
        qint64 chunkBytesWritten = outputFile.write(encryptedChunk.constData(), bytesToWrite);
        if (chunkBytesWritten != bytesToWrite) {
            qDebug() << "Failed to write encrypted data";
            return;
        }

        bytesWritten += chunkBytesWritten;
    }

    inputFile.close();
    outputFile.close();
}

void decrypt(const QString& inputFilePath, const QString& outputFilePath, const QByteArray& key, const QByteArray& nonce)
{
    QFile inputFile(inputFilePath);
    if (!inputFile.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        qDebug() << "Failed to open input file";
        return;
    }

    QFile outputFile(outputFilePath);
    if (!outputFile.open(QIODevice::WriteOnly)) {
        qDebug() << "Failed to open output file";
        return;
    }

    qint64 fileSize = inputFile.size();
    qint64 bytesWritten = 0;

    // 初始化解密上下文
    crypto_stream_chacha20_xor_ic_state ctx;
    crypto_stream_chacha20_xor_ic_init(&ctx, nullptr, nonce.constData(), key.constData(), 0);

    while (bytesWritten < fileSize) {
        // 读取数据块
        QByteArray chunk = inputFile.read(CHUNK_SIZE);

        // 解密数据块
        QByteArray decryptedChunk(chunk.size(), Qt::Uninitialized);
        crypto_stream_chacha20_xor_ic(decryptedChunk.data(), chunk.constData(), chunk.size(), nonce.constData(), (uint64_t)(bytesWritten / CHUNK_SIZE), key.constData());

        // 写入解密后的数据块
        qint64 bytesToWrite = qMin(chunk.size(), fileSize - bytesWritten);
        qint64 chunkBytesWritten = outputFile.write(decryptedChunk.constData(), bytesToWrite);
        if (chunkBytesWritten != bytesToWrite) {
            qDebug() << "Failed to write decrypted data";
            return;
        }

        bytesWritten += chunkBytesWritten;
    }

    inputFile.close();
    outputFile.close();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (sodium_init() == -1) {
        qDebug() << "Failed to initialize libsodium";
        return 1;
    }

    // 读取明文文件内容
    QFile plaintextFile("plaintext.txt");
    if (!plaintextFile.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        qDebug() << "Failed to open plaintext file";
        return 1;
    }
    QByteArray plaintext = plaintextFile.readAll();
    plaintextFile.close();

    // 生成随机的密钥和nonce
    QByteArray key(crypto_stream_chacha20_KEYBYTES, Qt::Uninitialized);
    randombytes_buf(key.data(), key.size());
    QByteArray nonce(crypto_stream_chacha20_NONCEBYTES, Qt::Uninitialized);
    randombytes_buf(nonce.data(), nonce.size());

    // 加密文件
    encrypt("plaintext.txt", "ciphertext.txt", key, nonce);

    // 解密文件
    decrypt("ciphertext.txt", "decrypted.txt", key, nonce);

    // 读取解密后的文件内容
    QFile decryptedFile("decrypted.txt");
    if (!decryptedFile.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        qDebug() << "Failed to open decrypted file";
        return 1;
    }
    QByteArray decrypted = decryptedFile.readAll();
    decryptedFile.close();

    // 检查解密后的内容是否与明文一致
    if (decrypted != plaintext) {
        qDebug() << "Decrypted data does not match plaintext";
        return 1;
    }

    qDebug() << "Encryption and decryption succeeded!";
    return 0;
}

在上面的示例代码中,encrypt()函数接收一个输入文件路径、一个输出文件路径、一个密钥和一个nonce,读取输入文件的数据块并使用chacha20算法加密每个数据块,然后将加密后的数据块写入输出文件。decrypt()函数与encrypt()函数类似,读取输入文件的数据块并使用chacha20算法解密每个数据块,然后将解密后的数据块写入输出文件。

为了避免一次性读取或写入整个文件,上述代码将文件分成多个数据块进行处理。每个数据块的大小由CHUNK_SIZE常量定义。加密和解密数据块时,会使用crypto_stream_chacha20_xor_ic()函数,该函数将数据块与指定的nonce和密钥进行异或操作,从而实现加密和解密。

在main()函数中,我们读取明文文件的内容并使用chacha20算法加密它,然后使用相同的密钥和nonce解密文件。最后,我们检查解密后的内容是否与原始明文相同,以确保加密和解密的正确性。