怎么使用Python實現最低有效位隱寫術

這篇文章主要講解了“怎么使用Python實現最低有效位隱寫術”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“怎么使用Python實現最低有效位隱寫術”吧！

LSB圖像隱寫術

LSB隱寫術是一種圖像隱寫術技術，通過用要隱藏的信息位替換每個像素的最低有效位，將信息隱藏在圖像中。為了更好地理解，將數字圖像視為2D像素陣列，每個像素包含的值取決于其類型和深度。

我們將考慮最廣泛使用的模式——RGB(3×8位像素，真彩)和RGBA(4x8位像素，帶透明遮罩的真彩)，這些值的范圍從0到255(8位值)。

將圖像表示為2D陣列的RGB像素

通過使用ASCII表，可以將消息轉換為十進制值，然后轉換為二進制值，接著逐個迭代像素值，在將像素值轉換為二進制后，將每個最低有效位替換為序列中的該消息位。

要解碼一個已編碼的圖像，只需顛倒這個過程：收集并存儲每個像素的最后一位，將它們分成8個一組，并將其轉換回ASCII字符，以得到隱藏的信息。

PYTHON操作

試著使用Python庫PIL和NumPY來逐步實現上述概念。

• 步驟1：導入所有必需的python庫

import numpy as np from PIL import Image

• 步驟2：啟用編碼器功能

首先，編寫代碼，將源圖像轉換成一個NumPy像素陣列，并存儲圖像的大小。檢查圖像的模式是RGB還是RGBA，然后設置n的值。還需計算像素的總數。

def Encode(src, message, dest):     img = Image.open(src, 'r')     width, height = img.size    array = np.array(list(img.getdata()))     if img.mode == 'RGB':         n = 3         m = 0     elif img.mode == 'RGBA':         n = 4         m = 1     total_pixels = array.size//n

其次，在秘密消息的末尾添加一個分隔符(“$T3G0”)，這樣程序在解碼時就知道什么時候該停止，將這個更新后的消息轉換成二進制形式，并計算出所需的像素。

message += "$t3g0" b_message = ''.join([format(ord(i), "08b") for i in message]) req_pixels = len(b_message)

接著，檢查可用的總像素是否足夠用于秘密消息。如果繼續逐個迭代像素，并將它們的最低有效位修改為秘密消息的位，直到包括分隔符的完整消息已經被隱藏。

if req_pixels > total_pixels:     print("ERROR: Need larger filesize")else:    index=0    for p in range(total_pixels):         for q in range(m, n):             if index < req_pixels:                 array[p][q] =int(bin(array[p][q])[2:9] + b_message[index], 2)                 index += 1

最后，有了更新后的像素數組，可以使用它來創建并保存為目標輸出圖像。

array=array.reshape(height, width, n) enc_img = Image.fromarray(array.astype('uint8'), img.mode) enc_img.save(dest)print("Image Encoded Successfully")

這樣，編碼器功能就完成了，是這樣的：

def Encode(src, message, dest):     img = Image.open(src, 'r')    width, height = img.size    array = np.array(list(img.getdata()))    if img.mode == 'RGB':        n = 3        m = 0    elif img.mode == 'RGBA':        n = 4        m = 1    total_pixels = array.size//n     message += "$t3g0"     b_message = ''.join([format(ord(i),"08b") for i in message])     req_pixels = len(b_message)     if req_pixels > total_pixels:         print("ERROR: Need largerfile size")    else:        index=0        for p in range(total_pixels):             for q in range(m, n):                 if index < req_pixels:                     array[p][q] =int(bin(array[p][q])[2:9] + b_message[index], 2)                     index += 1         array=array.reshape(height,width, n)         enc_img =Image.fromarray(array.astype('uint8'), img.mode)         enc_img.save(dest)        print("Image EncodedSuccessfully")

• 步驟3：啟用解碼器功能

首先，重復類似的步驟，將源圖像的像素保存為一個數組，計算模式，并計算總像素。

def Decode(src):     img = Image.open(src, 'r')     array = np.array(list(img.getdata()))     if img.mode == 'RGB':         n = 3         m = 0     elif img.mode == 'RGBA':         n = 4         m = 1     total_pixels = array.size//n

其次，需要從圖像左上角開始的每個像素中提取最低有效位，并以8個為一組存儲。接下來，將這些組轉換成ASCII字符來查找隱藏的消息，直到完全讀取之前插入的分隔符。

hidden_bits = "" for p in range(total_pixels):     for q in range(m, n):         hidden_bits +=(bin(array[p][q])[2:][-1]) hidden_bits = [hidden_bits[i:i+8] for i in range(0, len(hidden_bits), 8)] message = "" for i in range(len(hidden_bits)):     if message[-5:] == "$t3g0":         break     else:         message +=chr(int(hidden_bits[i], 2))

最后，檢查是否找到了分隔符。如果沒有，意味著圖像中沒有隱藏的信息。

if "$t3g0" in message:     print("Hidden Message:",message[:-5]) else:     print("No Hidden MessageFound")

這樣，我們的解碼器功能就完成了，看起來應該是這樣的：

def Decode(src):     img = Image.open(src, 'r')    array = np.array(list(img.getdata()))    if img.mode == 'RGB':        n = 3        m = 0    elif img.mode == 'RGBA':        n = 4        m = 1    total_pixels = array.size//n     hidden_bits = ""     for p in range(total_pixels):         for q in range(m, n):             hidden_bits +=(bin(array[p][q])[2:][-1])     hidden_bits = [hidden_bits[i:i+8] fori in range(0, len(hidden_bits), 8)]     message = ""     for i in range(len(hidden_bits)):         if message[-5:] =="$t3g0":            break        else:            message +=chr(int(hidden_bits[i], 2))    if "$t3g0" in message:        print("Hidden Message:",message[:-5])    else:        print("No Hidden MessageFound")

• 步驟4：制作主要功能

對于主要功能，我們需詢問用戶想要執行哪個功能——編碼還是解碼。

若是編碼，則要求用戶輸入以下內容——帶擴展名的源圖像名稱、秘密消息和帶擴展名的目標圖像名稱。若是解碼，則要求用戶提供隱藏了消息的源圖像。

def Stego():     print("--Welcome to$t3g0--")     print("1: Encode")     print("2: Decode")     func = input()     if func == '1':         print("Enter Source ImagePath")         src = input()         print("Enter Message toHide")         message = input()         print("Enter Destination ImagePath")         dest = input()         print("Encoding...")         Encode(src, message, dest)    elif func == '2':         print("Enter Source ImagePath")         src = input()         print("Decoding...")         Decode(src)    else:         print("ERROR: Invalid optionchosen")

• 步驟5：把以上所有功能放在一起，我們的LSB圖像隱寫程序就準備好了。

請注意，在一項研究中，觀察到傳統的LSB在JPEG的情況下是無效的，因為數據會因為其有損性質而在壓縮時被操縱。而對于PNG圖像，簡單的LSB是適用的，在壓縮時不會有任何數據損失。因此，最好只在PNG圖像上運行你的程序。

舉例

1.編碼信息

2.解碼信息

感謝各位的閱讀，以上就是“怎么使用Python實現最低有效位隱寫術”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對怎么使用Python實現最低有效位隱寫術這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！