這篇文章主要講解了“怎么使用Python實(shí)現(xiàn)最低有效位隱寫術(shù)”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“怎么使用Python實(shí)現(xiàn)最低有效位隱寫術(shù)”吧！
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LSB圖像隱寫術(shù)
LSB隱寫術(shù)是一種圖像隱寫術(shù)技術(shù)，通過(guò)用要隱藏的信息位替換每個(gè)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(shù)字圖像視為2D像素陣列，每個(gè)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(guò)使用ASCII表，可以將消息轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制值，然后轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制值，接著逐個(gè)迭代像素值，在將像素值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制后，將每個(gè)最低有效位替換為序列中的該消息位。
要解碼一個(gè)已編碼的圖像，只需顛倒這個(gè)過(guò)程：收集并存儲(chǔ)每個(gè)像素的最后一位，將它們分成8個(gè)一組，并將其轉(zhuǎn)換回ASCII字符，以得到隱藏的信息。
PYTHON操作
試著使用Python庫(kù)PIL和NumPY來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)上述概念。
步驟1：導(dǎo)入所有必需的python庫(kù)
import numpy as np from PIL import Image
步驟2：?jiǎn)⒂镁幋a器功能
首先，編寫代碼，將源圖像轉(zhuǎn)換成一個(gè)NumPy像素陣列，并存儲(chǔ)圖像的大小。檢查圖像的模式是RGB還是RGBA，然后設(shè)置n的值。還需計(jì)算像素的總數(shù)。
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(gè)分隔符(“$T3G0”)，這樣程序在解碼時(shí)就知道什么時(shí)候該停止，將這個(gè)更新后的消息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制形式，并計(jì)算出所需的像素。
message += "$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(xù)逐個(gè)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(jīng)被隱藏。
重慶分公司
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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?cái)?shù)組，可以使用它來(lái)創(chuàng)建并保存為目標(biāo)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 += "$t3g0" b_message = ''.join([format(ord(i),"08b") for i in message]) req_pixels = len(b_message) if req_pixels > total_pixels: print("ERROR: Need largerfile size") else: index=0 for p in range(total_pixels): for q in range(m, n): if index < req_pixels: array[p][q] =int(bin(array[p][q])[2:9] + b_message[index], 2) index += 1 array=array.reshape(height,width, n) enc_img =Image.fromarray(array.astype('uint8'), img.mode) enc_img.save(dest) print("Image EncodedSuccessfully")步驟3：?jiǎn)⒂媒獯a器功能
首先，重復(fù)類似的步驟，將源圖像的像素保存為一個(gè)數(shù)組，計(jì)算模式，并計(jì)算總像素。
def Decode(src): img = Image.open(src, 'r') array = np.array(list(img.getdata())) if img.mode == 'RGB': n = 3 m = 0 elif img.mode == 'RGBA': n = 4 m = 1 total_pixels = array.size//n
其次，需要從圖像左上角開始的每個(gè)像素中提取最低有效位，并以8個(gè)為一組存儲(chǔ)。接下來(lái)，將這些組轉(zhuǎn)換成ASCII字符來(lái)查找隱藏的消息，直到完全讀取之前插入的分隔符。
hidden_bits = "" for p in range(total_pixels): for q in range(m, n): hidden_bits +=(bin(array[p][q])[2:][-1]) hidden_bits = [hidden_bits[i:i+8] for i in range(0, len(hidden_bits), 8)] message = "" for i in range(len(hidden_bits)): if message[-5:] == "$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(méi)有，意味著圖像中沒(méi)有隱藏的信息。
if "$t3g0" in message: print("Hidden Message:",message[:-5]) else: print("No Hidden MessageFound")這樣，我們的解碼器功能就完成了，看起來(lái)應(yīng)該是這樣的：
def Decode(src): img = Image.open(src, 'r') array = np.array(list(img.getdata())) if img.mode == 'RGB': n = 3 m = 0 elif img.mode == 'RGBA': n = 4 m = 1 total_pixels = array.size//n hidden_bits = "" for p in range(total_pixels): for q in range(m, n): hidden_bits +=(bin(array[p][q])[2:][-1]) hidden_bits = [hidden_bits[i:i+8] fori in range(0, len(hidden_bits), 8)] message = "" for i in range(len(hidden_bits)): if message[-5:] =="$t3g0": break else: message +=chr(int(hidden_bits[i], 2)) if "$t3g0" in message: print("Hidden Message:",message[:-5]) else: print("No Hidden MessageFound")步驟4：制作主要功能
對(duì)于主要功能，我們需詢問(wèn)用戶想要執(zhí)行哪個(gè)功能——編碼還是解碼。
若是編碼，則要求用戶輸入以下內(nèi)容——帶擴(kuò)展名的源圖像名稱、秘密消息和帶擴(kuò)展名的目標(biāo)圖像名稱。若是解碼，則要求用戶提供隱藏了消息的源圖像。
def Stego(): print("--Welcome to$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(zhǔn)備好了。
請(qǐng)注意，在一項(xiàng)研究中，觀察到傳統(tǒng)的LSB在JPEG的情況下是無(wú)效的，因?yàn)閿?shù)據(jù)會(huì)因?yàn)槠溆袚p性質(zhì)而在壓縮時(shí)被操縱。而對(duì)于PNG圖像，簡(jiǎn)單的LSB是適用的，在壓縮時(shí)不會(huì)有任何數(shù)據(jù)損失。因此，最好只在PNG圖像上運(yùn)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(shí)現(xiàn)最低有效位隱寫術(shù)”的內(nèi)容了，經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)怎么使用Python實(shí)現(xiàn)最低有效位隱寫術(shù)這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！
