CN109388618B - 嵌入式系统文件压缩、解压及加密、解密的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于嵌入式领域，公开了一种嵌入式系统文件压缩的方法，该方法包括以下步骤：压缩步骤：生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，形成压缩文件；加密步骤：生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密；合成步骤：将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件；一种嵌入式系统文件解压的方法，该方法包括以下步骤：解密步骤：解密上述二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息；解压步骤：生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序，此方法及装置极大的节约嵌入式系统存储运行固件的大小，并将压缩后固件进行加密处理，防止抄袭的发生，极大的保护开发的权益。
Description
本发明属于嵌入式领域，尤其涉及一种嵌入式系统文件压缩、解压及加密、解密的方法及装置、嵌入式系统。
背景技术
目前嵌入式系统中，一般使用tar将多个运行程序打包并压缩，其压缩比为0.8左右，压缩后的程序大，在升级、拷贝等操作过程中，花费时间比较多；同时由于文件大，对存储的空间要求也就大。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)在目前的嵌入式系统中，为了节约成本，对存储固件的Flash的大小都做了严格的限制；譬如本发明的装置中Flash的大小为32Mbytes，但是此Flash需要存储装置需要的BOOT，Kernel Image，根文件系统(Rootfs)Image及用户嵌入式应用程序；其中，BOOT需要1M的空间，Kernel Image需要4M的空间，根文件系统(Rootfs)Image需要13M的空间，留给用户嵌入式应用程序的空间只有14M，这是远远不够的；一般对于现有的嵌入式系统而言，用户应用程序都会有几十M大小。
(2)如果用户嵌入式应用程序比较大的话，在远距离网络传输(譬如远距离升级)必定花费更多的时间，加之远距离网络传输不可控因素(譬如网络传输错误等)导致在长时间传输情况下，网络传输失败的风险会更高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种嵌入式系统文件压缩、解压及加密、解密的方法及装置、嵌入式系统。
本发明是这样实现的，一种嵌入式系统文件压缩的方法，该方法包括以下步骤：
压缩步骤：生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，形成压缩文件；
加密步骤：生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密；
合成步骤：将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件。
作为优选，生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，其具体为，
一次压缩步骤：将用户嵌入式应用程序固件打包输出到标准输出，生成一次压缩文件；
二次压缩步骤：将一次压缩文件通过xz压缩方式进行二次压缩，生成二次压缩文件。
作为优选，生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密，利用加头软件将压缩文件的属性信息进行加密，以1字节为一组进行大小端转换，属性信息包括：厂家信息、文件大小、文件产生时间、CRC校验值。
作为优选，头部信息的存储量不大于2048字节
作为优选，将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件，其具体为，将二次压缩文件与加密后的二次压缩文件的头部信息合成完整的压缩文件。
一种适用于上述一种嵌入式系统文件压缩的方法的装置，该装置包括：
压缩单元和加密单元；
压缩单元，用于生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，形成压缩文件；
加密单元，用于生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密；
合成单元，用于将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件；
压缩单元包括：
一次压缩单元和二次压缩单元
一次压缩单元，用于将用户嵌入式应用程序固件打包输出到标准输出，生成一次压缩文件；
二次压缩单元，用于将一次压缩文件通过xz压缩方式进行二次压缩，生成二次压缩文件。
一种嵌入式系统文件解压的方法，该方法包括以下步骤：
解密步骤：解密如权利要求3所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息；
解压步骤：生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序；
作为优选，解密如权利要求3所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息，其具体为，
读取头部信息步骤：将加密状态下的二次压缩文件的头部信息读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址后，进行解密，以1字节为一组进行大小端转换，解密后得到相应的文件属性信息；
读取文件步骤：将长度为二次压缩文件大小的数据读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址+2048偏移的地址后，形成待解压的文件，该文件的文件名为“头部信息文件名”。
作为优选，生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序，其具体为，
一次解压步骤：将待解压的文件通过xz压缩方式进行一次解压到指定目录下，形成一次解压文件。
二次解压步骤：将一次解压文件解压输出到标准输出，形成可运行的嵌入式应用程序。
一种适用于上述一种嵌入式系统文件解压的方法的装置，该装置包括：
解密单元和解压单元；
解密单元，用于解密如权利要求3所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息；
解密单元包括：
读取头部信息单元，用于将加密状态下的二次压缩文件的头部信息读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址后，进行解密，以1字节为一组进行大小端转换，解密后得到相应的文件属性信息；
读取文件单元，用于将长度为二次压缩文件大小的数据读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址+2048偏移的地址后，形成待解压的文件，该文件的文件名为“头部信息文件名”；
解压单元，用于生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序；
解压单元包括：
一次解压单元，用于将待解压的文件通过xz压缩方式进行一次解压到指定目录下，形成一次解压文件。
二次解压单元，用于将一次解压文件解压输出到标准输出，形成可运行的嵌入式应用程序。
一种嵌入式系统，包括微处理单元和程序存储器，其中，
所述微控制单元连接所述程序存储器：
所述微处理单元，用于对程序进行压缩、加密、解密以及解压操作；
所述程序存储器，用于接收和存储所述微处理单元压缩、加密、解密以及解压后的代码数据。
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的文件压缩方法或上述所述的文件解压方法。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
1、嵌入式用户应用程序进行打包压缩处理；
2、文件头的信息的加入及文件头的加密；
3、文件头的信息的解密及文件头的解析；
4、嵌入式用户应用程序进行解压处理；
本发明由于使用了两次打包压缩的方式，更能节约存储空间；由于对压缩文件的信息有进行了加密处理，更能保护数据的安全性、独有性及合法性。
附图说明
图1是本发明所述一种嵌入式系统文件压缩的方法的步骤流程图；
图2是本发明所述一种嵌入式系统文件压缩的方法实施例一的步骤流程图；
图3是本发明所述一种嵌入式系统文件压缩的装置实施例二的部件连接图；
图4是本发明所述一种嵌入式系统文件解压的方法的步骤流程图；
图5是本发明所述一种嵌入式系统文件解压的方法实施例三的步骤流程图；
图6是本发明所述一种嵌入式系统文件解压的装置的部件连接图；
图7是本发明所述一种嵌入式系统的部件连接图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种嵌入式系统文件压缩的方法，该方法包括以下步骤：
压缩步骤S01：生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，形成压缩文件；
加密步骤S02：生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密；
合成步骤S03：将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件。
实施例一，如图2所示：
在本技术方案中，进一步，生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，其具体为，
一次压缩步骤S01：将用户嵌入式应用程序固件打包输出到标准输出，生成一次压缩文件，即通过tar-cf将用户嵌入式应用程序包进行压缩，产生出xxx.tar.bz2的压缩包；
二次压缩步骤S02：将一次压缩文件通过xz压缩方式进行二次压缩，生成二次压缩文件。
在本技术方案中，进一步，加密步骤S03,生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密，利用加头软件将压缩文件的属性信息进行加密，以1字节为一组进行大小端转换，属性信息包括：厂家信息、文件大小、文件产生时间、CRC校验值。
在本技术方案中，进一步，头部信息的存储量不大于2048字节
在本技术方案中，进一步，合成步骤S04,将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件，其具体为，将二次压缩文件与加密后的二次压缩文件的头部信息合成完整的压缩文件yyy。
实施例二，如图3所示：
一种适用于上述一种嵌入式系统文件压缩的方法的装置，该装置包括：
压缩单元1、加密单元2和合成单元3；
压缩单元1，用于生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，形成压缩文件；
加密单元2，用于生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密；
合成单元3，用于将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件；
压缩单元包括：
一次压缩单元101和二次压缩单元102
一次压缩单元101，用于将用户嵌入式应用程序固件打包输出到标准输出，生成一次压缩文件；
二次压缩单元102，用于将一次压缩文件通过xz压缩方式进行二次压缩，生成二次压缩文件。
如图4所示，一种嵌入式系统文件解压的方法，该方法包括以下步骤：
解密步骤S01：解密如权利要求3所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息；
解压步骤S02：生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序；
实施例三，如图5所示：
在本技术方案中，进一步,解密如权利要求3所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息，其具体为，
读取头部信息步骤S01：将加密状态下的二次压缩文件的头部信息读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址后，进行解密，以1字节为一组进行大小端转换，解密后得到相应的文件属性信息，属性信息包括：厂家信息、文件大小、文件产生时间、CRC校验值。
读取文件步骤S02：将长度为二次压缩文件大小的数据读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址+2048偏移的地址后，形成待解压的文件，该文件的文件名为“头部信息文件名”。
在本技术方案中，进一步，生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序，其具体为，
一次解压步骤S03：将待解压的文件通过xz压缩方式将文件xxx.bz2.xz进行一次解压到指定目录xxx.tar.bz2下，形成一次解压文件。
二次解压步骤S04：通过tar-xf将一次解压文件解压输出到标准输出，形成可运行的嵌入式应用程序。
实施例四，如图6所示：
一种适用于上述一种嵌入式系统文件解压的方法的装置，该装置包括：
解密单元5和解压单元4；
解密单元5，用于解密实施例一中所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息；
解密单元5包括：
读取头部信息单元501，用于将加密状态下的二次压缩文件的头部信息读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址后，进行解密，以1字节为一组进行大小端转换，解密后得到相应的文件属性信息；
读取文件单元502，用于将长度为二次压缩文件大小的数据读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址+2048偏移的地址后，形成待解压的文件，该文件的文件名为“头部信息文件名”；
解压单元4，用于生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序；
解压单元4包括：
一次解压单元401，用于将待解压的文件通过xz压缩方式进行一次解压到指定目录下，形成一次解压文件。
二次解压单元402，用于将一次解压文件解压输出到标准输出，形成可运行的嵌入式应用程序。
实施例五，如图7所示：
一种嵌入式系统，包括微处理单元6和程序存储器7，其中，
所述微控制单元连接所述程序存储器：
所述微处理单元，用于对程序进行压缩、加密、解密以及解压操作；
所述程序存储器，用于接收和存储所述微处理单元压缩、加密、解密以及解压后的代码数据。
实施例六：
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的文件压缩方法或上述所述的文件解压方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种嵌入式系统文件压缩的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
压缩步骤：生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，形成压缩文件；
加密步骤：生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密；
合成步骤：将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件；
生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，其具体为，
一次压缩步骤：将用户嵌入式应用程序固件打包输出到标准输出，生成一次压缩文件；
二次压缩步骤：将一次压缩文件通过xz压缩方式进行二次压缩，生成二次压缩文件；
生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密，利用加头软件将压缩文件的属性信息进行加密，以1字节为一组进行大小端转换，属性信息包括：厂家信息、文件大小、文件产生时间、CRC校验值；
头部信息的存储量不大于2048字节；
将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件，其具体为，将二次压缩文件与加密后的二次压缩文件的头部信息合成完整的压缩文件。
2.适用于根据权利要求1所述的一种嵌入式系统文件压缩的方法的装置，其特征在于，该装置包括：
压缩单元和加密单元；
压缩单元，用于生成用户嵌入式应用程序固件的压缩过程，形成压缩文件；
加密单元，用于生成压缩文件的头部信息，对该文件的头部信息进行加密；
合成单元，用于将压缩文件与加密后的头部信息合成，形成整体压缩文件；
压缩单元包括：
一次压缩单元和二次压缩单元
一次压缩单元，用于将用户嵌入式应用程序固件打包输出到标准输出，生成一次压缩文件；
二次压缩单元，用于将一次压缩文件通过xz压缩方式进行二次压缩，生成二次压缩文件。
3.一种嵌入式系统文件解压的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
解密步骤：解密如权利要求1所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息；
解压步骤：生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序。
4.根据权利要求3所述的一种嵌入式系统文件解压的方法，其特征在于，解密如权利要求1所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息，其具体为，
读取头部信息步骤：将加密状态下的二次压缩文件的头部信息读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址后，进行解密，以1字节为一组进行大小端转换，解密后得到相应的文件属性信息；
读取文件步骤：将长度为二次压缩文件大小的数据读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址+2048偏移的地址后，形成待解压的文件，该文件的文件名为“头部信息文件名”。
5.根据权利要求3所述的一种嵌入式系统文件解压的方法，其特征在于，生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序，其具体为，
一次解压步骤：将待解压的文件通过xz压缩方式进行一次解压到指定目录下，形成一次解压文件；
二次解压步骤：将一次解压文件解压输出到标准输出，形成可运行的嵌入式应用程序。
6.适用于根据权利要求3-5任意一项所述的一种嵌入式系统文件解压的方法的装置，其特征在于，该装置包括：
解密单元和解压单元；
解密单元，用于解密如权利要求1所述的二次压缩文件的头部信息，读入解密后的头部信息；
解密单元包括：
读取头部信息单元，用于将加密状态下的二次压缩文件的头部信息读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址后，进行解密，以1字节为一组进行大小端转换，解密后得到相应的文件属性信息；
读取文件单元，用于将长度为二次压缩文件大小的数据读取到在FLASH中的用户数据区的开始地址+2048偏移的地址后，形成待解压的文件，该文件的文件名为“头部信息文件名”；
解压单元，用于生成用户嵌入式应用程序固件的解压过程，形成可运行的嵌入式应用程序；
解压单元包括：
一次解压单元，用于将待解压的文件通过xz压缩方式进行一次解压到指定目录下，形成一次解压文件；
二次解压单元，用于将一次解压文件解压输出到标准输出，形成可运行的嵌入式应用程序。
7.一种嵌入式系统，其特征在于，包括微处理单元和程序存储器，其中，
所述微处理单元连接所述程序存储器：
所述微处理单元，用于对程序进行压缩、加密、解密以及解压操作；
所述程序存储器，用于接收和存储所述微处理单元压缩、加密、解密以及解压后的代码数据。
8.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1所述的文件压缩方法或3-5任意一项所述的文件解压方法。
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