C++解壓與文件加密標準

在C++中實現文件的解壓和加密功能，通常需要使用一些外部庫來處理壓縮和解密算法。以下是一些常用的庫和方法：

解壓

1. zlib：一個廣泛使用的壓縮庫，支持DEFLATE算法。
2. LZMA：一個高效的壓縮庫，支持LZMA和LZMA2算法。
3. Boost.Iostreams：一個高級的I/O庫，可以處理多種壓縮格式。

加密

1. OpenSSL：一個強大的加密庫，支持多種加密算法，如AES、DES、RSA等。
2. Crypto API：Windows平臺提供的加密API。
3. Boost.Crypto：Boost庫中的加密組件。

下面是一個使用zlib庫進行文件解壓和使用OpenSSL庫進行AES加密的簡單示例：

解壓示例（使用zlib）

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <zlib.h>

void decompress(const std::string& inputFile, const std::string& outputFile) {
    std::ifstream in(inputFile, std::ios::binary);
    if (!in) {
        std::cerr << "無法打開輸入文件" << std::endl;
        return;
    }

    in.seekg(0, std::ios::end);
    std::streamsize size = in.tellg();
    in.seekg(0, std::ios::beg);

    std::vector<char> buffer(size);
    if (!in.read(buffer.data(), size)) {
        std::cerr << "讀取輸入文件失敗" << std::endl;
        return;
    }

    z_stream zs;
    zs.zalloc = Z_NULL;
    zs.zfree = Z_NULL;
    zs.opaque = Z_NULL;
    inflateInit(&zs);

    std::ofstream out(outputFile, std::ios::binary);
    if (!out) {
        std::cerr << "無法打開輸出文件" << std::endl;
        inflateEnd(&zs);
        return;
    }

    zs.next_in = buffer.data();
    zs.avail_in = size;

    do {
        zs.next_out = reinterpret_cast<Bytef*>(buffer.data());
        zs.avail_out = buffer.size();
        int ret = inflate(&zs, Z_NO_FLUSH);
        if (ret != Z_OK && ret != Z_STREAM_END) {
            std::cerr << "解壓失敗" << std::endl;
            inflateEnd(&zs);
            return;
        }
        out.write(buffer.data(), buffer.size() - zs.avail_out);
    } while (zs.avail_out == 0);

    inflateEnd(&zs);
    out.close();
}

int main() {
    decompress("input.gz", "output.txt");
    return 0;
}

加密示例（使用OpenSSL）

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/rand.h>

void encrypt(const std::string& inputFile, const std::string& outputFile, const std::string& key) {
    std::ifstream in(inputFile, std::ios::binary);
    if (!in) {
        std::cerr << "無法打開輸入文件" << std::endl;
        return;
    }

    in.seekg(0, std::ios::end);
    std::streamsize size = in.tellg();
    in.seekg(0, std::ios::beg);

    std::vector<char> buffer(size + AES_BLOCK_SIZE);
    if (!in.read(buffer.data(), size)) {
        std::cerr << "讀取輸入文件失敗" << std::endl;
        return;
    }

    AES_KEY encKey;
    AES_set_encrypt_key(reinterpret_cast<const unsigned char*>(key.data()), key.size() * 8, &encKey);

    std::ofstream out(outputFile, std::ios::binary);
    if (!out) {
        std::cerr << "無法打開輸出文件" << std::endl;
        return;
    }

    unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];
    if (RAND_bytes(iv, AES_BLOCK_SIZE) <= 0) {
        std::cerr << "生成初始化向量失敗" << std::endl;
        return;
    }

    out.write(reinterpret_cast<const char*>(iv), AES_BLOCK_SIZE);

    do {
        AES_encrypt(reinterpret_cast<const unsigned char*>(buffer.data()),
                    reinterpret_cast<unsigned char*>(buffer.data() + AES_BLOCK_SIZE),
                    &encKey, AES_ENCRYPT);
        out.write(buffer.data(), AES_BLOCK_SIZE);
    } while (in.read(buffer.data(), AES_BLOCK_SIZE));

    out.close();
}

int main() {
    encrypt("input.txt", "output.enc", "0123456789abcdef");
    return 0;
}

請注意，這些示例僅用于演示目的，實際應用中可能需要更多的錯誤處理和安全性考慮。