Android使用Zip4j实现加密压缩

在移动应用开发中，数据安全至关重要。本文将详细介绍如何在Android中使用Zip4j库实现高效安全的加密压缩功能，保护用户敏感数据。

一、为什么选择Zip4j？

Zip4j是一个功能强大的Java库，专为处理加密ZIP文件而设计，相比Android原生Zip工具具有显著优势：

特性	Android原生Zip	Zip4j
加密支持	无	AES和标准ZIP加密
密码保护	不支持	支持
大文件处理	有限	优秀
压缩级别控制	无	9级可调
文件覆盖处理	基础	高级选项
进度回调	无	支持

二、环境配置

1. 添加依赖

在模块级build.gradle.kts中添加：

dependencies {
    implementation("net.lingala.zip4j:zip4j:2.11.5")
    // 最新版本请查看：https://github.com/srikanth-lingala/zip4j
}

2. 权限配置

在AndroidManifest.xml中添加存储权限：

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"
                 android:maxSdkVersion="28"/> <!-- Android 9及以下需要 -->

<!-- 对于Android 10+，使用Scoped Storage -->
<application
    android:requestLegacyExternalStorage="true"
    ... >
</application>

三、核心功能实现

1. 基础加密压缩工具类

import android.content.Context
import net.lingala.zip4j.ZipFile
import net.lingala.zip4j.model.ZipParameters
import net.lingala.zip4j.model.enums.CompressionLevel
import net.lingala.zip4j.model.enums.CompressionMethod
import net.lingala.zip4j.model.enums.EncryptionMethod
import java.io.File

class ZipEncryptor(private val context: Context) {

    /**
     * 加密压缩文件或文件夹
     * @param sourcePath 源路径（文件或文件夹）
     * @param zipFilePath 生成的ZIP文件路径
     * @param password 加密密码
     * @param encryptionMethod 加密方法（默认AES-256）
     */
    fun encryptAndCompress(
        sourcePath: String,
        zipFilePath: String,
        password: String,
        encryptionMethod: EncryptionMethod = EncryptionMethod.AES
    ) {
        val sourceFile = File(sourcePath)
        val zipFile = ZipFile(zipFilePath, password.toCharArray())
        
        val parameters = ZipParameters().apply {
            compressionMethod = CompressionMethod.DEFLATE
            compressionLevel = CompressionLevel.NORMAL
            isEncryptFiles = true
            this.encryptionMethod = encryptionMethod
        }

        when {
            sourceFile.isFile -> zipFile.addFile(sourceFile, parameters)
            sourceFile.isDirectory -> zipFile.addFolder(sourceFile, parameters)
            else -> throw IllegalArgumentException("无效的源路径: $sourcePath")
        }
    }

    /**
     * 安全解压加密ZIP文件
     * @param zipFilePath ZIP文件路径
     * @param destDirectory 解压目标目录
     * @param password 解密密码
     */
    fun decryptAndExtract(
        zipFilePath: String,
        destDirectory: String,
        password: String
    ) {
        val zipFile = ZipFile(zipFilePath, password.toCharArray())
        zipFile.extractAll(destDirectory)
    }
}

2. 带进度回调的高级压缩

import net.lingala.zip4j.progress.ProgressMonitor

class AdvancedZipEncryptor(context: Context) : ZipEncryptor(context) {

    /**
     * 带进度回调的加密压缩
     * @param progressCallback 进度回调 (当前字节数, 总字节数)
     */
    fun encryptWithProgress(
        sourcePath: String,
        zipFilePath: String,
        password: String,
        progressCallback: (Long, Long) -> Unit
    ) {
        val zipFile = ZipFile(zipFilePath, password.toCharArray())
        val parameters = ZipParameters().apply {
            isEncryptFiles = true
            encryptionMethod = EncryptionMethod.AES
        }
        
        val sourceFile = File(sourcePath)
        
        // 启动进度监控线程
        Thread {
            var lastProgress = 0L
            while (true) {
                val progress = zipFile.progressMonitor
                if (progress.state == ProgressMonitor.State.BUSY) {
                    if (progress.workCompleted > lastProgress) {
                        progressCallback(progress.workCompleted, progress.totalWork)
                        lastProgress = progress.workCompleted
                    }
                } else if (progress.state == ProgressMonitor.State.READY) {
                    break
                }
                Thread.sleep(100)
            }
        }.start()

        // 执行压缩操作
        when {
            sourceFile.isFile -> zipFile.addFile(sourceFile, parameters)
            sourceFile.isDirectory -> zipFile.addFolder(sourceFile, parameters)
        }
    }
}

3. 多文件选择性加密压缩

fun encryptSelectedFiles(
    filePaths: List<String>,
    zipFilePath: String,
    password: String
) {
    val zipFile = ZipFile(zipFilePath, password.toCharArray())
    val parameters = ZipParameters().apply {
        isEncryptFiles = true
        encryptionMethod = EncryptionMethod.AES
    }
    
    val files = filePaths.map { File(it) }
    zipFile.addFiles(files, parameters)
}

四、Android存储适配

针对不同Android版本处理存储权限：

import android.os.Build
import android.os.Environment
import androidx.core.content.ContextCompat

fun getSafeStoragePath(context: Context, folderName: String): File {
    return if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q) {
        // Android 10+ 使用应用专属目录
        File(context.getExternalFilesDir(Environment.DIRECTORY_DOCUMENTS), folderName)
    } else {
        // Android 9及以下使用传统存储
        File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "Documents/$folderName")
    }.apply { mkdirs() }
}

五、完整使用示例

1. 压缩照片并加密

fun compressPhotos(context: Context) {
    val zipUtil = ZipEncryptor(context)
    val photosDir = getSafeStoragePath(context, "Photos")
    val zipPath = File(getSafeStoragePath(context, "Archives"), "photos_encrypted.zip").absolutePath
    
    try {
        zipUtil.encryptAndCompress(
            sourcePath = photosDir.absolutePath,
            zipFilePath = zipPath,
            password = "Secure@Password123!",
            encryptionMethod = EncryptionMethod.AES
        )
        Toast.makeText(context, "照片加密压缩完成", Toast.LENGTH_SHORT).show()
    } catch (e: Exception) {
        Log.e("ZipError", "压缩失败: ${e.message}")
        Toast.makeText(context, "压缩失败: ${e.message}", Toast.LENGTH_LONG).show()
    }
}

2. 带进度条的大文件压缩

fun compressLargeFileWithProgress(context: Context, progressBar: ProgressBar) {
    val advancedZip = AdvancedZipEncryptor(context)
    val largeFilePath = getSafeStoragePath(context, "Videos").resolve("large_video.mp4").absolutePath
    val zipPath = File(getSafeStoragePath(context, "Archives"), "video_encrypted.zip").absolutePath
    
    advancedZip.encryptWithProgress(
        sourcePath = largeFilePath,
        zipFilePath = zipPath,
        password = "StrongPassword!456"
    ) { current, total ->
        // 更新UI进度
        runOnUiThread {
            progressBar.max = total.toInt()
            progressBar.progress = current.toInt()
        }
    }
}

3. 解压加密文件

fun extractEncryptedZip(context: Context) {
    val zipUtil = ZipEncryptor(context)
    val zipPath = File(getSafeStoragePath(context, "Archives"), "photos_encrypted.zip").absolutePath
    val extractDir = getSafeStoragePath(context, "ExtractedPhotos")
    
    try {
        zipUtil.decryptAndExtract(
            zipFilePath = zipPath,
            destDirectory = extractDir.absolutePath,
            password = "Secure@Password123!"
        )
        Toast.makeText(context, "文件解压成功", Toast.LENGTH_SHORT).show()
    } catch (e: Exception) {
        Log.e("ZipError", "解压失败: ${e.message}")
        Toast.makeText(context, "解压失败: 密码错误或文件损坏", Toast.LENGTH_LONG).show()
    }
}

六、高级配置选项

1. 自定义压缩参数

fun getCustomZipParameters(): ZipParameters {
    return ZipParameters().apply {
        compressionMethod = CompressionMethod.DEFLATE
        compressionLevel = CompressionLevel.MAXIMUM // 最高压缩率
        isEncryptFiles = true
        encryptionMethod = EncryptionMethod.AES
        aesKeyStrength = AesKeyStrength.KEY_STRENGTH_256 // 256位AES加密
        
        // 文件覆盖选项
        fileExistsInZipMode = FileExistsInZipMode.OVERWRITE
        
        // 设置文件注释
        fileComment = "Created on ${SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(Date())}"
        
        // 设置解压后文件属性（Unix系统）
        unixFileAttributes = 644
    }
}

2. 分卷压缩（适合大文件）

fun splitZipCreation(context: Context) {
    val sourceFile = getSafeStoragePath(context, "Database").resolve("backup.db")
    val zipPath = File(getSafeStoragePath(context, "Archives"), "db_backup.zip").absolutePath
    
    val zipFile = ZipFile(zipPath, "backupPassword123!".toCharArray())
    val parameters = ZipParameters().apply {
        isEncryptFiles = true
        encryptionMethod = EncryptionMethod.AES
    }
    
    // 设置分卷大小（100MB）
    zipFile.isSplitArchive = true
    zipFile.splitLength = 100 * 1024 * 1024 // 100MB
    
    zipFile.addFile(sourceFile, parameters)
}

七、常见问题解决方案

1. 密码强度问题

错误信息 ：net.lingala.zip4j.exception.ZipException: Password is too weak
解决方案：

fun isStrongPassword(password: String): Boolean {
    // 至少8位，包含大小写字母、数字和特殊字符
    val pattern = "^(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*[@#$%^&+=])(?=\\S+$).{8,}$".toRegex()
    return pattern.matches(password)
}

2. 存储权限问题

错误信息 ：java.io.FileNotFoundException: ... (Permission denied)
解决方案：

// 在Activity中请求权限
private fun requestStoragePermission() {
    if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.Q) {
        ActivityCompat.requestPermissions(
            this,
            arrayOf(Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE),
            STORAGE_PERMISSION_CODE
        )
    } else {
        // Android 10+ 不需要请求存储权限
        startCompression()
    }
}

override fun onRequestPermissionsResult(
    requestCode: Int,
    permissions: Array<out String>,
    grantResults: IntArray
) {
    if (requestCode == STORAGE_PERMISSION_CODE && 
        grantResults.isNotEmpty() && 
        grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
        startCompression()
    } else {
        Toast.makeText(this, "需要存储权限才能执行此操作", Toast.LENGTH_LONG).show()
    }
}

3. 内存优化

处理大文件时使用流式压缩避免OOM：

fun streamCompression(sourceFile: File, zipPath: String, password: String) {
    val zipFile = ZipFile(zipPath, password.toCharArray())
    val parameters = ZipParameters().apply {
        isEncryptFiles = true
        encryptionMethod = EncryptionMethod.AES
    }
    
    FileInputStream(sourceFile).use { fis ->
        zipFile.addStream(fis, parameters)
    }
}

八、性能优化建议

1. 压缩级别选择：

   • CompressionLevel.FASTEST：速度最快，压缩率低
   • CompressionLevel.NORMAL：平衡模式（默认）
   • CompressionLevel.MAXIMUM：最高压缩率，速度慢

2. 多线程压缩（Zip4j 2.x+）：

zipFile.setRunInThread(true) // 启用后台线程压缩

3. 文件筛选（避免压缩不必要文件）：

parameters.fileExclusionFilters = listOf(
    FileFilter { file -> file.name.endsWith(".tmp") },
    FileFilter { file -> file.name.startsWith("temp_") }
)

九、总结与最佳实践

关键点总结

1. 安全优先：始终使用AES-256加密保护敏感数据
2. 密码策略：强制用户使用强密码（8+字符，混合类型）
3. 存储适配：正确处理Android不同版本的存储权限
4. 进度反馈：对大文件操作提供进度显示
5. 错误处理：优雅处理密码错误、文件损坏等情况
6. 资源管理：及时关闭文件流，避免资源泄漏

推荐实践

fun safeZipOperation(context: Context) {
    try {
        // 1. 验证源文件存在
        val sourceFile = File(sourcePath)
        if (!sourceFile.exists()) throw FileNotFoundException("源文件不存在")
        
        // 2. 验证目标路径可写
        val zipFile = File(zipPath)
        if (zipFile.exists() && !zipFile.canWrite()) throw IOException("目标文件不可写")
        
        // 3. 验证密码强度
        if (!isStrongPassword(password)) throw IllegalArgumentException("密码强度不足")
        
        // 4. 执行压缩
        val zipUtil = ZipEncryptor(context)
        zipUtil.encryptAndCompress(sourcePath, zipPath, password)
        
        // 5. 验证结果
        if (!zipFile.exists() || zipFile.length() == 0L) {
            throw IOException("压缩文件创建失败")
        }
        
        // 6. 清理临时文件（如果需要）
        // ...
        
    } catch (e: Exception) {
        Log.e("ZipOperation", "操作失败", e)
        // 通知用户并提供解决方案
    }
}

Zip4j为Android提供了强大的加密压缩能力，合理使用可以显著提升应用的数据安全性。建议在实际项目中根据具体需求选择合适的压缩参数和加密级别，并在关键操作中添加适当的日志记录和异常处理。