ファイル暗号化ソフトを自作してみた

　ファイルをパスワードで暗号化するデスクトップアプリを作ってみた。画面はこんな感じ。

　ソフト本体（JARファイル）は以下で公開したよ。Macで作成したけど、JARなのでOSに依存せず動作するはず。
github.com

暗号化アルゴリズム

1. 入力したパスワードをSHA-1でハッシュ化する
2. ファイルをbyte列として読み込む
3. パスワードハッシュとファイル内容を1 byteずつ突合し、XOR演算をする
4. 新しいファイルとして出力する

ソース

　アプリの核となる暗号化処理をする部分のソースはこんな感じ。BufferedStreamを使った方が処理は速くなると思うけど、ロジックがややこしくなるので使わなかった。

// 本処理
byte[] pw_hash = sha1(pw);
int index = 0;
FileInputStream fis = new FileInputStream(inputFile);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outputFile);
byte[] data = new byte[1];
// ファイルから1バイトずつ読み込み、ハッシュとXOR演算する。
while ((fis.read(data, 0, 1)) != -1) {
	data[0] = (byte) (data[0] ^ pw_hash[index]);
	fos.write(data, 0, 1);
	// 演算用バイト列の中身は一回ごとにクリアする。
	data[0] = 0;
	// ハッシュ値の項目番号は周期20でリセットする。
	switch (index) {
	case 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18:
		index++;
		break;
	case 19:
		index = 0;
		break;
	}
}
fis.close();
fos.close();

// パスワードからSHA-1のハッシュ値を算出するメソッド
private static byte[] sha1(String pw) throws NoSuchAlgorithmException {
	MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
	byte[] result = sha1.digest(pw.getBytes());
	return result;
}

セキュリティについて

　暗号化セキュリティはそこまで強固ではないと思う。
　共通鍵暗号だと見たとき、セキュリティに関してはハッシュ化アルゴリズムSHA-1の強度に依存していることになる。その点はSHA-256などにすれば多少マシにはなるだろう。
　弱点になりそうなのは暗号の周期性だ。パスワードから生成された20 byteのハッシュをそのままXOR演算に使用しているため、ファイル内容に対して20 byteおきに同じ演算がなされることになる。それがファイル内容の周期性と噛み合ってしまったら、暗号として意味をなさなくなるかもしれない。
　色々な暗号化システムで採用されている通り、やはり並び替え処理は必要なのだと思う。

まとめ

　楽しかった。byteレベルでファイルを操作できることがわかったので、今後はそういう処理を使って便利な機能を有する何かを作りたい。面倒臭くない範囲で。