使用 Python 的基于图像的隐写术

Question

隐写术是在任何图像/音频/视频中隐藏秘密数据的方法。简而言之，隐写术的主要动机是将预期信息隐藏在任何仅通过查看就不会显得秘密的图像/音频/视频中。

基于图像的隐写术背后的想法非常简单。图像由数字数据（像素）组成，它描述了图片内部的内容，通常是所有像素的颜色。因为我们知道每个图像都是由像素组成的，每个像素都包含 3 个值（红、绿、蓝）。

编码数据

使用 ASCII 值将每个数据字节转换为其 8 位二进制代码。现在从左到右读取一组 3 个像素，总共包含 9 个值。前 8 个值用于存储二进制数据。如果出现 1，即使出现 0，该值也会变为奇数。

例如 ：假设要隐藏的消息是 Hii。由于消息是 3 字节，因此，对数据进行编码所需的像素为 3 x 3 = 9。考虑一个总共 12 个像素的 4 x 3 图像，足以对给定数据进行编码。

[(27, 64, 164), (248, 244, 194), (174, 246, 250), (149, 95, 232),
(188, 156, 169), (71, 167, 127), (132, 173, 97), (113, 69, 206),
(255, 29, 213), (53, 153, 220), (246, 225, 229), (142, 82, 175)]

H 的 ASCII 值为 72，其二进制等效值为 01001000。

取前 3 个像素 (27, 64, 164), (248, 244, 194), (174, 246, 250) 进行编码。现在将像素更改为 1 的奇数和 0 的偶数。因此，修改后的像素为 (26, 63, 164), (248, 243, 194), (174, 246, 250)。由于我们必须编码更多数据，因此，最后一个值应该是偶数。类似地，i 可以在这个图像中编码。

新图像将如下所示：

[(26, 63, 164), (248, 243, 194), (174, 246, 250), (148, 95, 231),
(188, 155, 168), (70, 167, 126), (132, 173, 97), (112, 69, 206),
(254, 29, 213), (53, 153, 220), (246, 225, 229), (142, 82, 175)]

解码数据

解码时，一次读取三个像素，直到最后一个值为奇数，这意味着消息结束。每 3 个像素包含一个二进制数据，可以通过相同的编码逻辑提取。如果值为奇数，则二进制位为 1，否则为 0。

下面是上述想法的实现：

Python

# Python program implementing Image Steganography
 
# PIL module is used to extract
# pixels of image and modify it
from PIL import Image
 
# Convert encoding data into 8-bit binary
# form using ASCII value of characters
def genData(data):
 
        # list of binary codes
        # of given data
        newd = []
 
        for i in data:
            newd.append(format(ord(i), '08b'))
        return newd
 
# Pixels are modified according to the
# 8-bit binary data and finally returned
def modPix(pix, data):
 
    datalist = genData(data)
    lendata = len(datalist)
    imdata = iter(pix)
 
    for i in range(lendata):
 
        # Extracting 3 pixels at a time
        pix = [value for value in imdata.__next__()[:3] +
                                imdata.__next__()[:3] +
                                imdata.__next__()[:3]]
 
        # Pixel value should be made
        # odd for 1 and even for 0
        for j in range(0, 8):
            if (datalist[i][j] == '0' and pix[j]% 2 != 0):
                pix[j] -= 1
 
            elif (datalist[i][j] == '1' and pix[j] % 2 == 0):
                if(pix[j] != 0):
                    pix[j] -= 1
                else:
                    pix[j] += 1
                # pix[j] -= 1
 
        # Eighth pixel of every set tells
        # whether to stop ot read further.
        # 0 means keep reading; 1 means thec
        # message is over.
        if (i == lendata - 1):
            if (pix[-1] % 2 == 0):
                if(pix[-1] != 0):
                    pix[-1] -= 1
                else:
                    pix[-1] += 1
 
        else:
            if (pix[-1] % 2 != 0):
                pix[-1] -= 1
 
        pix = tuple(pix)
        yield pix[0:3]
        yield pix[3:6]
        yield pix[6:9]
 
def encode_enc(newimg, data):
    w = newimg.size[0]
    (x, y) = (0, 0)
 
    for pixel in modPix(newimg.getdata(), data):
 
        # Putting modified pixels in the new image
        newimg.putpixel((x, y), pixel)
        if (x == w - 1):
            x = 0
            y += 1
        else:
            x += 1
 
# Encode data into image
def encode():
    img = input("Enter image name(with extension) : ")
    image = Image.open(img, 'r')
 
    data = input("Enter data to be encoded : ")
    if (len(data) == 0):
        raise ValueError('Data is empty')
 
    newimg = image.copy()
    encode_enc(newimg, data)
 
    new_img_name = input("Enter the name of new image(with extension) : ")
    newimg.save(new_img_name, str(new_img_name.split(".")[1].upper()))
 
# Decode the data in the image
def decode():
    img = input("Enter image name(with extension) : ")
    image = Image.open(img, 'r')
 
    data = ''
    imgdata = iter(image.getdata())
 
    while (True):
        pixels = [value for value in imgdata.__next__()[:3] +
                                imgdata.__next__()[:3] +
                                imgdata.__next__()[:3]]
 
        # string of binary data
        binstr = ''
 
        for i in pixels[:8]:
            if (i % 2 == 0):
                binstr += '0'
            else:
                binstr += '1'
 
        data += chr(int(binstr, 2))
        if (pixels[-1] % 2 != 0):
            return data
 
# Main Function
def main():
    a = int(input(":: Welcome to Steganography ::\n"
                        "1. Encode\n2. Decode\n"))
    if (a == 1):
        encode()
 
    elif (a == 2):
        print("Decoded Word :  " + decode())
    else:
        raise Exception("Enter correct input")
 
# Driver Code
if __name__ == '__main__' :
 
    # Calling main function
    main()

---

输出 ：