有沒有比FileStream.WriteByte（）方法更快的替代方法，或者有什么方法可以在C＃中加快FileStream.WriteByte（）的速度？

Question

我是C＃編程的初學者。 最近，我創建了一個簡單的文件加密程序和一個解密程序。 首先，我將一個文件放入FileStream中，並根據密碼更改了文件的每個字節。 這是我的代碼

加密程式碼

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));
        }
    }
}

解密器的代碼

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;
        }
    }
}

問題在於這兩個程序都相當慢，並且需要花費數小時來加密或解密大文件。 有什么建議可以加快這個過程嗎？

Answer 1

這大約是最壞的方式，我能想到的使用FileStream在一個循環：

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

好吧，第一行還不錯。 第二行使流刷新其寫緩沖區並使它的讀緩沖區無效。 然后，我們寫入一個新字節並再次調整位置，從而導致另一個刷新和無效操作（並導致我們跳過其他所有字節來啟動，因為WriteByte已更新文件位置）。

一個簡單的解決方案是使用File.ReadAllBytes並僅在內存中進行操作。 但是，正如您自己觀察到的那樣，這不適用於大文件。

相反，您應該使用大小適當的緩沖區（例如var buffer = new byte[4096]; ），然后使用file.Read讀取塊^1中的文件。 最好還可以使用指向第二個文件的單獨流作為寫入側，以便仍可以從兩側的緩沖區中受益。

您必須維護自己在文件中位置的數量，而不是依靠文件的Position屬性，並且循環應在Read返回0時終止（但請確保您始終注意該值並且僅處理該值的大部分）緩沖區）。

最后，關閉兩個流，刪除舊文件並移動/重命名新文件以替換它。

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請注意，這種“加密”適用於玩具使用，但不應認真用於任何東西。 您已經知道System.Security.Cryptography命名空間。 對於任何認真的加密工作，您應該在其中尋找現有的類，而不要自己滾動。

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¹考慮也使用Async變量。 大部分時間仍然會花在I / O上 。 在這種情況下阻塞線程不會為系統增加太多價值。