基于Java Swing的本地密码管理器（2）

1、演示视频

2、项目截图

设计说明

3.1 整体架构设计

项目采用分层设计思想，分为界面层、业务逻辑层、数据存储层、加密算法层，各层职责清晰，低耦合高内聚：

• 界面层（GUI）：基于Swing框架实现，包含主界面、添加密码对话框、修改密码对话框，负责用户交互；
• 业务逻辑层：包含密码生成、数据校验、事件处理等逻辑，衔接界面层和数据存储层；
• 数据存储层：负责本地JSON文件的读写，实现密码条目的增删改查；
• 加密算法层：封装AES加密解密逻辑，为密码存储提供安全保障。

3.2 类结构设计

3.3 数据存储设计

数据存储采用JSON格式，文件路径为System.getProperty("user.home") + "/passwords.json"（用户主目录），存储结构为密码条目数组，示例如下：

[ { "website": "淘宝", "account": "user123@taobao.com", "password": "加密后的密码字符串" }, { "website": "微信", "account": "13800138000", "password": "加密后的密码字符串" } ]

采用JSON格式的优势：可读性强、易于解析、跨平台兼容，借助Gson库可快速实现Java对象与JSON字符串的转换。

四、算法说明

4.1 AES对称加密算法

本项目采用AES-128加密算法（CBC模式，PKCS5Padding填充）对密码进行加密，核心参数：

• 密钥（KEY）：固定16位字符串（可自定义），示例：1234567890abcdef；
• 初始化向量（IV）：固定16位字符串（可自定义），示例：abcdef1234567890；
• 字符编码：UTF-8；
• 加密结果：Base64编码后的字符串，便于存储和传输。

加密流程：

1. 将明文密码转换为UTF-8编码的字节数组；
2. 通过密钥和IV初始化AES加密器（ENCRYPT_MODE）；
3. 对字节数组进行加密，得到加密后的字节数组；
4. 将加密后的字节数组转换为Base64字符串，作为最终存储的密码。

解密流程：

1. 将Base64编码的加密密码解码为字节数组；
2. 通过密钥和IV初始化AES解密器（DECRYPT_MODE）；
3. 对字节数组进行解密，得到明文密码的字节数组；
4. 将字节数组转换为UTF-8编码的字符串，得到原始密码。

4.2 随机强密码生成算法

强密码生成算法确保生成的密码包含大写字母、小写字母、数字、特殊符号四类字符，且长度可自定义（≥8位），核心步骤：

1. 定义四类字符的字符集：大写字母（A-Z）、小写字母（a-z）、数字（0-9）、特殊符号（!@#$%^&*()_+-=[]{}|;:,.<>?）；
2. 确保密码至少包含每类字符各一个；
3. 填充剩余长度的随机字符（从所有字符集中随机选取）；
4. 打乱密码字符顺序，避免前四位固定为四类字符的顺序；
5. 返回最终生成的随机密码。

注意：密码长度建议不小于8位，长度越长，密码安全性越高；特殊符号的加入可大幅提升密码的抗破解能力。

五、测试说明

5.1 测试环境

5.2 功能测试用例

5.3 边界测试

• 密码长度测试：生成长度为8位、16位、32位的密码，验证生成结果符合规则；
• 空输入测试：添加密码时网站/账号/密码为空，验证系统提示“不能为空”；
• 关键词为空测试：查询框为空时，点击查询，显示所有密码条目；
• 无效数字测试：生成密码时输入非数字长度（如“abc”），验证系统提示“请输入有效的数字”；
• 短密码测试：生成密码时输入长度“7”，验证系统提示“密码长度不能小于8位”。

六、关键代码

6.1 AES加密解密工具类（AESUtil.java） import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import java.nio.charset.StandardCharsets; import java.util.Base64; /** * AES加密工具类（兼容JDK8，CBC模式，PKCS5Padding填充） */ public class AESUtil { // 加密密钥（建议替换为自己的密钥，长度必须是16位（AES-128）、24位（AES-192）或32位（AES-256）） private static final String KEY = "1234567890abcdef"; // 初始化向量（IV），长度必须是16位 private static final String IV = "abcdef1234567890"; /** * AES加密 * @param content 要加密的内容 * @return 加密后的Base64字符串 * @throws Exception 加密异常 */ public static String encrypt(String content) throws Exception { SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES"); IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IV.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding"); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, iv); byte[] encrypted = cipher.doFinal(content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted); } /** * AES解密 * @param content 加密后的Base64字符串 * @return 解密后的原始字符串 * @throws Exception 解密异常 */ public static String decrypt(String content) throws Exception { SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES"); IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IV.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding"); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, iv); byte[] decoded = Base64.getDecoder().decode(content); byte[] decrypted = cipher.doFinal(decoded); return new String(decrypted, StandardCharsets.UTF_8); } } 6.2 强密码生成工具类（PasswordGenerator.java） import java.util.Random; /** * 随机强密码生成工具类 */ public class PasswordGenerator { // 密码包含的字符：大写字母、小写字母、数字、特殊符号 private static final String UPPER_CASE = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"; private static final String LOWER_CASE = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; private static final String NUMBERS = "0123456789"; private static final String SYMBOLS = "!@#$%^&*()_+-=[]{}|;:,.<>?"; private static final String ALL_CHARS = UPPER_CASE + LOWER_CASE + NUMBERS + SYMBOLS; private static final Random RANDOM = new Random(); /** * 生成随机强密码 * @param length 密码长度（建议至少8位） * @return 随机密码 */ public static String generateStrongPassword(int length) { if (length < 8) { throw new IllegalArgumentException("密码长度不能小于8位"); } StringBuilder password = new StringBuilder(); // 确保包含至少一种大写、小写、数字、特殊符号 password.append(UPPER_CASE.charAt(RANDOM.nextInt(UPPER_CASE.length()))); password.append(LOWER_CASE.charAt(RANDOM.nextInt(LOWER_CASE.length()))); password.append(NUMBERS.charAt(RANDOM.nextInt(NUMBERS.length()))); password.append(SYMBOLS.charAt(RANDOM.nextInt(SYMBOLS.length()))); // 填充剩余字符 for (int i = 4; i < length; i++) { password.append(ALL_CHARS.charAt(RANDOM.nextInt(ALL_CHARS.length()))); } // 打乱字符顺序（避免前四位固定为大写、小写、数字、符号） return shuffleString(password.toString()); } /** * 打乱字符串顺序 * @param str 原始字符串 * @return 打乱后的字符串 */ private static String shuffleString(String str) { char[] chars = str.toCharArray(); for (int i = chars.length - 1; i > 0; i--) { int j = RANDOM.nextInt(i + 1); char temp = chars[i]; chars[i] = chars[j]; chars[j] = temp; } return new String(chars); } } 6.3 数据存储工具类（PasswordStorage.java） import com.google.gson.Gson; import com.google.gson.reflect.TypeToken; import java.io.*; import java.lang.reflect.Type; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /** * 密码数据存储工具类，处理本地JSON文件的读写 */ public class PasswordStorage { // 数据存储的本地文件路径（用户主目录下的passwords.json） private static final String STORAGE_FILE = System.getProperty("user.home") + File.separator + "passwords.json"; private static final Gson gson = new Gson(); private static final Type LIST_TYPE = new TypeToken>() {}.getType(); /** * 读取所有密码信息 * @return 密码列表 */ public static List loadPasswords() { File file = new File(STORAGE_FILE); if (!file.exists()) { return new ArrayList<>(); } try (Reader reader = new FileReader(file)) { return gson.fromJson(reader, LIST_TYPE); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return new ArrayList<>(); } } /** * 保存密码列表到本地文件 * @param entries 密码列表 * @return 是否保存成功 */ public static boolean savePasswords(List entries) { try (Writer writer = new FileWriter(STORAGE_FILE)) { gson.toJson(entries, writer); return true; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return false; } } /** * 添加密码条目 * @param entry 密码条目 * @return 是否添加成功 */ public static boolean addPassword(PasswordEntry entry) { List entries = loadPasswords(); entries.add(entry); return savePasswords(entries); } /** * 根据网站和账号删除密码条目 * @param website 网站 * @param account 账号 * @return 是否删除成功 */ public static boolean deletePassword(String website, String account) { List entries = loadPasswords(); boolean removed = entries.removeIf(e -> e.getWebsite().equals(website) && e.getAccount().equals(account)); if (removed) { return savePasswords(entries); } return false; } /** * 根据网站和账号修改密码 * @param website 网站 * @param account 账号 * @param newPassword 新密码（加密后的） * @return 是否修改成功 */ public static boolean updatePassword(String website, String account, String newPassword) { List entries = loadPasswords(); for (PasswordEntry entry : entries) { if (entry.getWebsite().equals(website) && entry.getAccount().equals(account)) { entry.setPassword(newPassword); return savePasswords(entries); } } return false; } /** * 查询密码条目（支持模糊查询网站或账号） * @param keyword 关键词 * @return 匹配的密码列表 */ public static List searchPasswords(String keyword) { List entries = loadPasswords(); List result = new ArrayList<>(); for (PasswordEntry entry : entries) { if (entry.getWebsite().contains(keyword) || entry.getAccount().contains(keyword)) { result.add(entry); } } return result; } } 6.4 自定义占位符文本框（JHintTextField.java） import javax.swing.*; import java.awt.*; /** * 自定义带占位符的文本框（兼容JDK8，修复尺寸和输入问题） */ public class JHintTextField extends JTextField { private String hint; // 占位符文字 // 构造方法1：仅指定占位符，使用默认列数20 public JHintTextField(String hint) { this(hint, 20); // 默认20列，确保有足够宽度 } // 构造方法2：指定占位符和列数（推荐使用） public JHintTextField(String hint, int columns) { super(columns); // 调用父类的列数构造方法，设置文本框列数 this.hint = hint; } @Override protected void paintComponent(Graphics g) { super.paintComponent(g); // 如果文本框为空，绘制占位符 if (getText().isEmpty() && hint != null) { Graphics2D g2 = (Graphics2D) g; g2.setColor(Color.GRAY); // 占位符文字颜色 // 调整占位符的绘制位置，与文本框的默认文字对齐 int y = g.getFontMetrics().getAscent() + (getHeight() - g.getFontMetrics().getHeight()) / 2; g2.drawString(hint, getInsets().left, y); } } // 可选：重写首选尺寸，确保占位符文字能完整显示 @Override public Dimension getPreferredSize() { Dimension size = super.getPreferredSize(); if (hint != null) { FontMetrics fm = getFontMetrics(getFont()); int hintWidth = fm.stringWidth(hint) + getInsets().left + getInsets().right + 10; // 如果占位符宽度大于默认尺寸，使用占位符宽度 size.width = Math.max(size.width, hintWidth); } return size; } }