信息嵌入技术【2】



2023年08月26日    Author:Guofei

文章归类: 0x58_密码学    文章编号: 59003

版权声明:本文作者是郭飞。转载随意,但需要标明原文链接,并通知本人
原文链接:https://www.guofei.site/2023/08/26/hide_info.html


仓库地址:https://github.com/guofei9987/HideInfo

Info Hiding Library
一些原理简洁的信息隐藏方法

算法 说明
幻影坦克 使图片在不同的背景下显示不同的图片
化物为图 把数据以图片形式存放
藏物于图 把数据藏在图片中
图种 把图片和文件黏在一起,并存为图片
EXIF 把一段信息放到图片的EXIF中
藏物于音 把数据隐藏在音频文件中
化物为音 把数据以音频的形式存放
藏物于文 把数据隐藏在文本中

安装

pip install HideInfo

幻影坦克

功能:一个带透明通道的图片,使其在黑色背景下显示图片A,在白色背景下显示图片B

说明

  • 一般情况下,手机/浏览器的预览和点击大图分别使黑色背景和白色背景,因此有”预览是一张图片,点开是另一张图片”的效果
  • 例子:example/example_mirage_tank.py

原理:

  • 对于每一个像素,符号表示如下:最终生成的图片像素值为 P,透明通道值为 a
  • 联立方程:
    • 白色背景下显示 A:aP + (1-a)白 = A
    • 黑色背景下显示 B:aP + (1-a)黑 = B
  • 其中 白色 = 255,黑色 = 0,代入方程,解得
    • a = 1 - (A - B)
    • P = B/a
  • 因为 a 个取值范围为 0-1,因此需要 B 图较暗,A 图较亮

彩色图片方案:

  • 对于1个像素点而言,RGB三通道得到 6 个方程,而只有 4 个未知数
  • 方程大概率是无解的
    • 方案1:用运筹学方法使 6 个方程尽可能的近似成立
    • 方案2:作为近似,计算 a 的时候,使用 A 和 B 对应的 grey 值,用得到的 a 计算 P

hide_as_img:化物为图

功能:把文件/文本/bytes 类数据,转换为图片
原理:图片 1 个像素的 1 个通道可以存放 0-255 的数字,也就是一个字节。因此可以用来存放数据。 使用场景: - 信息隐藏、隐蔽传输 - 在只能发送图片的场景下(例如社交软件),发送任意信息

说明

  • RGB 3个通道都用来存放数据
  • 使用前4个字节记录数据的大小,因此要求总的数据量小于 4G

  • 代码:example_hide_as_img.py

hide_in_img:藏物于图

功能:文件/文本/bytes 类数据,藏进一个 PNG 图片中,并且用肉眼无法看出区别 原理:(LSB算法)根据信息的二进制形式,改变像素数据的最低位,肉眼是无法察觉 使用场景: - 信息隐藏、隐蔽传输 - 在只能发送图片的场景下(例如社交软件),发送任意信息 - 盲水印、图片溯源、版权保护

说明

  • 使用 LSB 算法
  • 解原始数据时,无需原图参与,只看最低位
  • 使用前4个字节存放数据的大小
  • 使用位运算,提高一定的性能
  • LSB算法对压缩、转格式等攻击脆弱
  • 例子:example_hide_in_img.py

img_seed:图种

功能:把图片和文件连接起来,以图片的形式存下来(目前还不完善)

img_exif:把信息隐藏在图片的EXIF中

功能:把图片和文件连接起来,以图片的形式存下来(目前还不完善)

hide_in_music: 藏物于音

功能:把一段信息(文件/文本/bytes),藏进一个音乐文件中

例子:

hide_as_music:化物为音

功能:把一段信息(文件/文本/bytes),转为声音

说明

  • 用 16 种音表示四进制。每个音持续 0.05 秒,因此每秒对应 10 字节。
  • 例子:hide_as_music.py

hide_in_text:藏物于文

功能:把一段信息(文件/文本/bytes),藏进一段文本中

说明

  • 实测在苹果设备 Macbook、IOS 上,隐藏前后的文本看不出区别。但是 Windows 和某些安卓系统上,会有空格
  • 例子:hide_in_text.py

缩放藏图

效果:一张图片缩放后,变成另一张图片

原理:

  • 缩小图片时,如果使用近邻法,缩放过程就是把指定的像素提取,然后组成一个新图片。
  • 如果事先把这些像素找到,并替换成另一个图片,那么就能够得到“缩放前是图片A,缩放后是图片B”的效果了

限制:

  • 必须是 PNG,不能是JPG格式
  • 缩放后的大小是确定的,才能显示图片B
  • 缩放算法必须是近邻法
  • 操作系统自带的缩放算法未必和嵌入算法一致,因此最好用代码来统一(这样做这算法好像使用范围很窄了)

额外

  • 可以做多层嵌套,效果是:缩小图片后得到图片B,再次缩小后得到图片C

代码示例:https://github.com/3150601355/SimpleScaleDown


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