数据与加密

前言

不管开发什么游戏，游戏存档是个必不可少的功能，你可能需要保存玩家的一些信息，比如身上穿戴的装备，玩家角色所处的场景等各种信息，对于存档功能（数据持久化），Unity提供了原生技术Playerprefs，它的优点是理解和使用起来十分简单，缺点是对于大型数据存储时会力不从心，所以本文会介绍如何使用XML来实现游戏存档和存档加密的功能。

编程环境

• Unity 5.2.2
• OS X EI Capitan 10.11.6

你将学到什么？

• 如何使用XML对数据进行序列化和反序列化操作。
• 如何对数据进行加密和解密操作。
• 不同平台下文件存放的具体路径和规则。

整体思路解析

数据存储和加密的主要逻辑思路：

1. 使用XmlSerializer类对需要保存的数据类进行序列化操作，得到一串字符串。
2. 将得到的字符串使用RijndaeManaged类和ICrytoTransform类进行加密操作，获得加密之后的字符串。
3. 根据平台类型，确定文件保存的路径。
4. 使用StreamWriter类将字符串保存到文件中。

数据加载和解密的主要逻辑思路：

1. 根据存档文件的路径，使用StreamReader类读取文件中的内容（一串加密过的字符串）。
2. 使用RijndaeManaged类和ICrytoTransform类对读取的文件内容进行解密操作，获得一串解密后的字符串。
3. 使用XmlSerializer类对解密后的字符串进行反序列化操作，获得具体的游戏数据，并使用数据对游戏中的数据进行转换操作。

一、准备工作

在实现具体保存操作前，我们需要先实现我们要保存的游戏数据，本文使用一个简化的数据，假设我们保存的数据是MyPlayer类，里面记录着以下信息：

• 玩家的名字
• 玩家的等级
• 玩家的武器（包括物品ID，物品名字信息）
• 玩家的衣服（包括物品ID，物品名字信息）

下面我们就来具体实现这些数据，首先我们新建一个Unity工程，工程名字大家可以自定义，然后我们新建一个C#文件，命名为Item，打开item文件，并进行如下编辑：

Item代码

• 在Item类中，我们定义了两个公共成员，_itemID和_name，分别代表物品的ID和名字。
• 然后我们在构造函数里面初始化了物品ID和名称。
• 最后我们又创建了一个构造函数，可以通过参数来指定Item的id和名字。

接下来我们再新建一个C#文件，命名为MyPlayer，打开Myplayer文件，并进行如下编辑：

MyPlayer代码

• 在MyPlayer类中，我们定义了4个公共成员，他们是_id，_name，_weapon和_clothes，他们分别代表玩家的ID，名字，所拥有的武器和衣服。
• 然后我们实现了MyPlayer的构造函数，在构造函数里面我们实例化了他的4个公共成员。

二、实现XmlManager的序列化与写入操作

有了需要存储的数据，下面我们可以来实现如何将数据用XML来序列化，并且将序列化的数据写入到文件中。

首先我们新建一个C#脚本，命名为XmlManager，然后打开脚本进行如下编辑：

XmlManager关于序列化和写入的代码

• 通过上图我们可以看到，在XmlManager脚本中，我们实现了3个方法
• 在serializeObject方法中我们首先创建MemoryStream对象，这是为了后面我们创建XmlTextWriter类时的准备，因为我们会通过指定流和编码方式来创建XmlTextWriter的实例对象。
• 接着我们通过指定数据类型创建了一个Xmlserializer的实例对象xs，然后通过调用xs的Serialize方法对传入的pObject进行序列化。
• 然后我们把xmlTextWriter.BaseStream强制转换成MemoryStream类型，并赋值给mStream。
• 最后通过调用UTF8ByteArrayToString方法将mStream数据转换成string类型，并返回数据。
• 在CreateXMl方法中，我们通过传入的参数，指定了文件保存的位置，以及需要保存的具体数据，然后通过StreamWriter类将数据写入到文件中。
• 在UTF8ByteArrayToString方法中，我们通过UTF8Encoding将byte[]类型数据转换成了String类型。

三、实现GameDataManager保存操作

首先在场景中新增一个空的对象，然后将其命名为DataController，然后在上面挂载一个我们新建的C#脚本GameDataManager。

DataController对象与其挂载的脚本

然后我们打开GameDataManager脚本进行如下的编辑：

GameDataManager的保存和获取路径代码

编写上图中的代码后，我们回到Unity编辑器，然后运行，之后我们便会发现Project视窗中多了一个名为ZuiData的文件，如下图：

**Project**视窗中**ZuiData**文件

然后我们打开ZuiData文件，就会发现里面保存着_myPlayer对象的数据，如下图：

ZuiData的文件内容

到此，我们学会了将游戏数据序列化并写入到文件中的操作了。

四、实现XmlManager的反序列化和读取操作

学会了保存数据后，下一步我们就要来实现读取文件数据，并且将其反序列化，成为我们可以使用的对象。

我们再次打开XmlManager脚本，新增以下代码：

XmlManager中的反序列化和读取代码

• 首先我们看deserializeObject方法，我们通过传入的参数ty，确定XmlSerializer需要反序列化的类型，然后需要反序列化的内容从string转换成byte[]类型，最后调用xs.Deserialize方法进行反序列化操作，并返回其结果。
• 接着我们看loadXML方法，有一个参数，是需要读取的文件名称，然后创建一个StreamReader类型的对象，然后调用其方法ReadToEnd进行读取操作，最后返回读取的内容
• stringToUTF8ByteArray和hasFile就很好理解了，一个是将string类型装换成byte[]类型，一个是通过文件名判断该文件是否存在。

五、实现GameDataManager的读取数据操作

实现了XmlManager的反序列化和读取操作后，我们就可以在GameDataManager中实现将xml的数据读取，并且把这些数据转换成我们需要使用的类型，比如转换成我们_myPlayer的信息。

接下来，我们打开GameDataManager脚本，并新增以下代码：

GameDataManager的读取和打印代码

• 首先在load方法中，先获取文件存储的路径，然后判断文件是否存在，如果不存在，则在后台打印提示信息，接下来，调用xm.loadXML方法读取文件中的数据，读取出来的数据是一段字符串，然后我们在调用xm.deserializeObject方法把数据转换成MyPlayer类型的数据，最后如果数据不为空，我们就把这些数据赋值给_myPlayer对象。
• pressLoadButton方法是后面我们制作读取按钮时会用的方法，里面主要做了两件事情，一是调用load方法，读取数据，二是调用printData方法打印_myPlayer的部分属性。
• printData方法中，我们调用Debug.log方法打印出我们想要看的_myPlayer的属性，而这里我们打印的属性，是后面我们修改过具体内容的几个数据，打印出来就是为了查看是否修改成功。

制作读取按钮

有了上面这些方法后，为了在实际演示中，让我们可以看到数据的读取后的改变，我们在项目中新建一个按钮，来触发数据读取的操作。

读取数据按钮

我们在项目中新建一个名为“LoadButton”的按钮，然后将其内容改为“读取数据”，然后我们在按钮的点击逻辑上挂载GameDataManager中的pressLoadButton方法，如下图：

挂载pressLoadButton方法到LoadButton上

实现按钮后，我们打开ZuiData文件，将玩家的ID改为99，玩家名字改为“ZuiPlayer”，武器的名称改为“Eagles”，如下图：

修改ZuiData文件内容

修改之后，我们再次打开GameDataManager脚本，把Start方法中的内容全部注释掉，如下图：

注释Start方法中的代码

最后我们回到Unity编辑器，然后运行程序，点击读取数据按钮，然后查看后台打印出来的数据是否与我们修改过后的数据一致，如无意外，效果如下图：

最终效果图

到此，我们学会了XML数据的读取和反序列化。

六、对文件数据进行加密和解密

虽然我们现在学会了使用xml进行数据的存储和读取，但是就想我们上面读取操作时一样，我们可以直接通过改写ZuiData文件里面的内容，从而改变游戏的数据，这样对于游戏数据来说是很不安全的，所以我们最好对游戏最终保存的数据进行一些加密操作，这样就无法通过文件直接修改游戏的数据了。

我们再次打开XmlManager脚本，然后新增以下代码：

XmlManager中加密和解密的代码

• 首先我们在前面引入了新的头文件System.Security.Cryptography，我们下面需要用的RijndaelManaged和ICryptTransform类，都是属于其中。
• 接下来我们定义了我们加密和解密所需要用的密钥，具体的数字可以自定义，但是必须一共是32位。
• 然后我们先跳到上图最后的getRijndaelManaged方法，这里面我们主要是创建并定义我们加密和解密的方式，我们定义了一个RijndaelManaged对象，然后设置密钥为_keyArray（也就是我们之前定义的密钥），然后设置对称解密算法的运算模式和填充模式（关于运算模式和填充模式的详细说明，大家可以参见最后面的参考链接），最后我们返回RijndaelManaged的实例化对象。
• 接下来我们看到encrypt方法，这里面我们主要是把传入的数据，进行加密操作，然后返回加密后的数据，首先我们定义了一个ICryptTransform类型的对象，并且他是加密模式的，然后我们把需要加密的数据类型转换成byte[]类型，调用TransformFinalBlock方法得到加密后的数据，最后将这个数据转换成string类型并返回。
• 最后我们来看decrypt方法，这里我们主要把传入的数据，进行解密操作，然后返回解密后的数据，首先我们定义了一个ICryptTransform类型的对象，并且他是解密模式的，然后我们把需要解密的数据转换成byte[]类型，调用TransformFinalBlock方法获得解密后的数据，最后将这个数据转换成string类型并返回。

完成了这些主要的方法后，我们还需要对XmlManager脚本进行一些小修改，具体见下图：

XmlManager中的小修改

做完这些改动后，我们再把GameDataManager脚本中的Start方法中的代码注释取消掉，让其恢复作用，最后我们回到Unity编辑器，运行程序，可以看到我们save和load操作都是正常运行的，而这个时候我们再次打开ZuiData文件，就会发现文件中的内容变成了一些乱码，这样就无法通过修改存档来改变游戏的数据了。

加密后的ZuiData文件内容

参考阅读

MSDN 关于RijndaelManaged类的说明
MSDN 关于ICryptoTransform类的说明

补充内容

• 需要序列化的成员必须是public的，私有的是不会被序列化的，如果某个成员变量不想序列化，有两种方法，一是设置为私有，二是使用[XmlIgnore]修饰，如下图：

_clothes就不会被序列化

• 如果一个成员变量的值为null，序列化时不会记录任何信息。
• 自定义序列化类，必须要有默认的构造函数（即不带任何参数的构造函数），否则会报错。