C/C++ 使用API實現數據壓縮與解壓縮

在Windows編程中，經常會遇到需要對數據進行壓縮和解壓縮的情況，數據壓縮是一種常見的優化手段，能夠減小數據的存儲空間并提高傳輸效率。Windows提供了這些API函數，本文將深入探討使用Windows API進行數據壓縮與解壓縮的過程，主要使用ntdll.dll庫中的相關函數。

RtlGetCompressionWorkSpaceSize

RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函數，位于ntdll.dll庫中。該函數用于獲取數據壓縮所需的工作空間大小。CompressionFormatAndEngine參數指定壓縮格式和引擎，CompressBufferWorkSpaceSize和CompressFragmentWorkSpaceSize分別用于輸出緩沖區和片段的工作空間大小。

以下是該函數的聲明：

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize)(_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,_Out_ PULONG CompressBufferWorkSpaceSize,_Out_ PULONG CompressFragmentWorkSpaceSize
);

該函數有以下參數：

  • CompressionFormatAndEngine：指定壓縮格式和引擎的參數。
  • CompressBufferWorkSpaceSize：用于輸出壓縮緩沖區工作空間大小的指針。
  • CompressFragmentWorkSpaceSize：用于輸出壓縮片段工作空間大小的指針。

函數返回NTSTATUS類型的狀態碼，其中STATUS_SUCCESS表示成功執行。

在使用這個函數時，你需要提供足夠大的緩沖區來存儲工作空間大小。可以按照以下步驟使用該函數：

  • 加載 ntdll.dll 庫。
  • 獲取 RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函數地址。
  • 定義變量用于存儲工作空間大小。
  • 調用 RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函數，獲取工作空間大小。
RtlCompressBuffer

RtlCompressBuffer 同樣位于ntdll.dll庫中。該函數用于將數據進行壓縮。CompressionFormatAndEngine參數指定壓縮格式和引擎，UncompressedBuffer和UncompressedBufferSize表示輸入的未壓縮數據，CompressedBuffer和CompressedBufferSize表示輸出的壓縮數據，UncompressedChunkSize表示未壓縮數據的塊大小，FinalCompressedSize表示最終壓縮后的大小，WorkSpace表示用于工作的緩沖區。

以下是該函數的聲明：

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlCompressBuffer)(_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,_In_  PUCHAR UncompressedBuffer,_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,_Out_ PUCHAR CompressedBuffer,_In_  ULONG  CompressedBufferSize,_In_  ULONG  UncompressedChunkSize,_Out_ PULONG FinalCompressedSize,_In_  PVOID  WorkSpace
);

該函數的參數包括：

  • CompressionFormatAndEngine：指定壓縮格式和引擎的參數。
  • UncompressedBuffer：指向待壓縮數據的指針。
  • UncompressedBufferSize：待壓縮數據的大小。
  • CompressedBuffer：指向存儲壓縮數據的緩沖區的指針。
  • CompressedBufferSize：存儲壓縮數據的緩沖區的大小。
  • UncompressedChunkSize：未壓縮的數據塊的大小。
  • FinalCompressedSize：用于輸出最終壓縮數據的大小的指針。
  • WorkSpace：用于提供工作空間的指針。

函數返回NTSTATUS類型的狀態碼，其中STATUS_SUCCESS表示成功執行。

在使用這個函數時，你需要提供足夠大的緩沖區來存儲壓縮后的數據。可以按照以下步驟使用該函數：

  • 加載ntdll.dll庫。
  • 獲取RtlCompressBuffer函數地址。
  • 定義變量并分配內存用于存儲未壓縮的數據和壓縮后的數據。
  • 定義變量用于存儲工作空間。
  • 調用RtlCompressBuffer函數，將數據進行壓縮。
  • 處理壓縮后的數據。
RtlDecompressBuffer

RtlDecompressBuffer 同樣位于ntdll.dll庫中。該函數用于將壓縮數據進行解壓縮。CompressionFormat參數指定壓縮格式，UncompressedBuffer和UncompressedBufferSize表示輸出的未壓縮數據，CompressedBuffer和CompressedBufferSize表示輸入的壓縮數據，FinalUncompressedSize表示最終解壓縮后的大小。

以下是該函數的聲明：

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlDecompressBuffer)(_In_  USHORT CompressionFormat,_Out_ PUCHAR UncompressedBuffer,_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,_In_  PUCHAR CompressedBuffer,_In_  ULONG  CompressedBufferSize,_Out_ PULONG FinalUncompressedSize
);

該函數的參數包括：

  • CompressionFormat：指定解壓縮的格式。
  • UncompressedBuffer：指向存儲解壓后數據的緩沖區的指針。
  • UncompressedBufferSize：存儲解壓后數據的緩沖區的大小。
  • CompressedBuffer：指向待解壓數據的指針。
  • CompressedBufferSize：待解壓數據的大小。
  • FinalUncompressedSize：用于輸出最終解壓后數據的大小的指針。

函數返回NTSTATUS類型的狀態碼，其中STATUS_SUCCESS表示成功執行。

在使用這個函數時，你需要提供足夠大的緩沖區來存儲解壓后的數據。可以按照以下步驟使用該函數：

  • 加載ntdll.dll庫。
  • 獲取RtlDecompressBuffer函數地址。
  • 定義變量并分配內存用于存儲待解壓的數據和解壓后的數據。
  • 調用RtlDecompressBuffer函數，將數據進行解壓。
  • 處理解壓后的數據。
// 代碼來源 《WINDOWS黑客編程技術詳解》
// 作者：甘迪文
#include <Windows.h>
#include <iostream>
#include <windef.h>typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize)(_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,_Out_ PULONG CompressBufferWorkSpaceSize,_Out_ PULONG CompressFragmentWorkSpaceSize);typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlCompressBuffer)(_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,_In_  PUCHAR UncompressedBuffer,_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,_Out_ PUCHAR CompressedBuffer,_In_  ULONG  CompressedBufferSize,_In_  ULONG  UncompressedChunkSize,_Out_ PULONG FinalCompressedSize,_In_  PVOID  WorkSpace);typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlDecompressBuffer)(_In_  USHORT CompressionFormat,_Out_ PUCHAR UncompressedBuffer,_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,_In_  PUCHAR CompressedBuffer,_In_  ULONG  CompressedBufferSize,_Out_ PULONG FinalUncompressedSize);// 數據壓縮
BOOL CompressData(BYTE *pUncompressData, DWORD dwUncompressDataLength, BYTE **ppCompressData, DWORD *pdwCompressDataLength)
{BOOL bRet = FALSE;NTSTATUS status = 0;HMODULE hModule = NULL;typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize RtlGetCompressionWorkSpaceSize = NULL;typedef_RtlCompressBuffer RtlCompressBuffer = NULL;DWORD dwWorkSpaceSize = 0, dwFragmentWorkSpaceSize = 0;BYTE *pWorkSpace = NULL;BYTE *pCompressData = NULL;DWORD dwCompressDataLength = 4096;DWORD dwFinalCompressSize = 0;do{// 加載 ntdll.dll hModule = ::LoadLibrary("ntdll.dll");if (NULL == hModule){ShowError("LoadLibrary");break;}// 獲取 RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函數地址RtlGetCompressionWorkSpaceSize = (typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize)::GetProcAddress(hModule, "RtlGetCompressionWorkSpaceSize");if (NULL == RtlGetCompressionWorkSpaceSize){ShowError("GetProcAddress");break;}// 獲取 RtlCompressBuffer 函數地址RtlCompressBuffer = (typedef_RtlCompressBuffer)::GetProcAddress(hModule, "RtlCompressBuffer");if (NULL == RtlCompressBuffer){ShowError("GetProcAddress");break;}// 獲取WorkSpqce大小status = RtlGetCompressionWorkSpaceSize(COMPRESSION_FORMAT_LZNT1 | COMPRESSION_ENGINE_STANDARD, &dwWorkSpaceSize, &dwFragmentWorkSpaceSize);if (0 != status){break;}// 申請動態內存pWorkSpace = new BYTE[dwWorkSpaceSize];if (NULL == pWorkSpace){break;}::RtlZeroMemory(pWorkSpace, dwWorkSpaceSize);while (TRUE){// 申請動態內存pCompressData = new BYTE[dwCompressDataLength];if (NULL == pCompressData){break;}::RtlZeroMemory(pCompressData, dwCompressDataLength);// 調用RtlCompressBuffer壓縮數據RtlCompressBuffer(COMPRESSION_FORMAT_LZNT1, pUncompressData, dwUncompressDataLength, pCompressData, dwCompressDataLength, 4096, &dwFinalCompressSize, (PVOID)pWorkSpace);if (dwCompressDataLength < dwFinalCompressSize){// 釋放內存if (pCompressData){delete[]pCompressData;pCompressData = NULL;}dwCompressDataLength = dwFinalCompressSize;}else{break;}}// 返回*ppCompressData = pCompressData;*pdwCompressDataLength = dwFinalCompressSize;bRet = TRUE;} while (FALSE);// 釋放if (pWorkSpace){delete[]pWorkSpace;pWorkSpace = NULL;}if (hModule){::FreeLibrary(hModule);}return bRet;
}// 數據解壓縮
BOOL UncompressData(BYTE *pCompressData, DWORD dwCompressDataLength, BYTE **ppUncompressData, DWORD *pdwUncompressDataLength)
{BOOL bRet = FALSE;HMODULE hModule = NULL;typedef_RtlDecompressBuffer RtlDecompressBuffer = NULL;BYTE *pUncompressData = NULL;DWORD dwUncompressDataLength = 4096;DWORD dwFinalUncompressSize = 0;do{// 加載 ntdll.dll hModule = ::LoadLibrary("ntdll.dll");if (NULL == hModule){break;}// 獲取 RtlDecompressBuffer 函數地址RtlDecompressBuffer = (typedef_RtlDecompressBuffer)::GetProcAddress(hModule, "RtlDecompressBuffer");if (NULL == RtlDecompressBuffer){break;}while (TRUE){// 申請動態內存pUncompressData = new BYTE[dwUncompressDataLength];if (NULL == pUncompressData){break;}::RtlZeroMemory(pUncompressData, dwUncompressDataLength);// 調用RtlCompressBuffer壓縮數據RtlDecompressBuffer(COMPRESSION_FORMAT_LZNT1, pUncompressData, dwUncompressDataLength, pCompressData, dwCompressDataLength, &dwFinalUncompressSize);if (dwUncompressDataLength < dwFinalUncompressSize){// 釋放內存if (pUncompressData){delete[]pUncompressData;pUncompressData = NULL;}dwUncompressDataLength = dwFinalUncompressSize;}else{break;}}// 返回*ppUncompressData = pUncompressData;*pdwUncompressDataLength = dwFinalUncompressSize;bRet = TRUE;} while (FALSE);// 釋放if (hModule){::FreeLibrary(hModule);}return bRet;
}int main(int argc, char *argv[])
{DWORD i = 0;BOOL bRet = FALSE;char szBuffer[] = "DDDDDDDDDDGGGGGGGGGGGG";DWORD dwBufferLength = ::lstrlen(szBuffer);BYTE *pCompressData = NULL;DWORD dwCompressDataLength = 0;BYTE *pUncompressData = NULL;DWORD dwUncompressDataLength = 0;// 壓縮數據CompressData((BYTE *)szBuffer, dwBufferLength, &pCompressData, &dwCompressDataLength);// 解壓數據UncompressData(pCompressData, dwCompressDataLength, &pUncompressData, &dwUncompressDataLength);// 顯示printf("原數據為:\n");for (i = 0; i < dwBufferLength; i++){printf("%X ", szBuffer[i]);}printf("\n\n壓縮數據為:\n");for (i = 0; i < dwCompressDataLength; i++){printf("%X ", pCompressData[i]);}printf("\n\n解壓縮數據為:\n");for (i = 0; i < dwUncompressDataLength; i++){printf("%X ", pUncompressData[i]);}printf("\n");// 釋放if (pUncompressData){delete[]pUncompressData;pUncompressData = NULL;}if (pCompressData){delete[]pCompressData;pCompressData = NULL;}system("pause");return 0;
}

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