系列文章目录
仿射密码实验-Python实现
仿射密码实验——Python实现(完整解析版)
DES密码实验-C语言实现
MD5密码实验——Python实现(完整解析版)
前言
1）了解图像平面位
2）掌握LSB信息隐藏的实现
实验方法
根据给出的LSB算法的描述，用所熟悉的语言，完成实验内容并简要描述实验操作步骤。
实验环境
计算机语言：Python
开发环境：Pycharm
实验内容
根据LSB算法完成LSB信息隐藏的实现。包括：信息嵌入、信息取出。
实验步骤
1.LSB原理
每个像素点的颜色RGB可以用十进制0~255的数值表示。LSB隐写就是修改RGB颜色分量的最低二进制位也就是最低有效位（LSB），而且每一个像素位点携带了一位信息，那么就可以利用八个字节的最低位存储一个比特信息，而该比特信息则可以转化为ASCII字符，从而达到隐写信息的目的。
2.确定设计模块
1.lsb_embed
2.lsb_extract
3.main函数（主程序）
项目架构：
Pic：存放图片
Txt：存放待嵌入信息和提取后信息
LSB-main：运行程序文件
Lsb——embded
1.用PIL库的Image读取图片像素信息
2.利用numpy库将读取的像素信息处理为矩阵
3.输入路径，读取待隐写的文件，将之前读取的图片一并拷贝
4.对每位字符进行ASCII处理，取到的二进制数由6位填充至8位
自定义函数cover_lsb进行lsb隐写操作
对于最低有效位LSB，用if判断进行替换选择二进制为0还是1
5.剩余未填充位进行补充填位，使得图像能够恢复
6.再使用处理后的新矩阵来生成嵌入图片
Lsb——extract
1.用PIL库的Image读取图片像素信息
2.利用numpy库将读取的像素信息处理为矩阵
3.提取过程中寻找最低位
4.用到lsb_decode来找寻最低位并返回
5.得到的数据进行二进制转ASCII的操作
实验结果
开启程序
1.隐写
进行人眼观察，嵌入信息后的图片与原图看不出明显差别
2.提取
提取的信息与原信息进行比对后，确认提取信息成功。
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-470840.html
实验心得
本次实验做了关于LSB信息隐藏的实现，接触到了LSB作为一种隐写术的优缺点，比如它的原理十分简单，可以通过一些脚本快速实现嵌入信息，且嵌入后的图片psnr值得到保证的情况下就不容易被人眼看出，实现数据隐写；但同时它的鲁棒性不佳，相对于数字水印，容易通过工具如stegsolve进行分析得出或者脚本程序进行信息提取。
对于本次实验的代码，在提取部分是通过原始信息的长度来确定遍历的次数，在实际过程中一般是不知道提取信息的长度，这时候就需要尽量将遍历长度设置大一些，这样就算超过原始信息长度也可以通过无意义字符进行排除，从而获取最后的有效信息。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-470840.html
完整代码
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2022/10/17 14:38
# @Author : 4v1d
# @File : LSB-main.py
# @Software: PyCharm
import numpy as np
import PIL.Image as Image
def lsb_embed(pic_src,file_src):
# 读取图片的像素信息
picture = Image.open('{}'.format(pic_src))
pic_data = np.array(picture)
# 读取要隐写的文件
with open('{}'.format(file_src), encoding="utf-8") as file:
secrets = file.read()
# 将图片拷贝一份，作为最终的图片数据
im_data = np.array(picture.copy()).ravel().tolist()
def cover_lsb(bin_index, data):
'''
:param bin_index: 当前字符的ascii的二进制
:param data: 取出数组像素的八个数值
:return: LSB隐写后的字符
'''
res = []
for i in range(8):
data_i_bin = bin(data[i])[2:].zfill(8)
if bin_index[i] == '0':
data_i_bin = data_i_bin[0:7] + '0'
elif bin_index[i] == '1':
data_i_bin = data_i_bin[0:7] + '1'
res.append(int(data_i_bin, 2))
return res
pic_idx = 0
# 采用LSB隐写技术，横向取数据，每次取9个数据，改变8个像素最低位
res_data = []
for i in range(len(secrets)):
# 拿到隐写文件的字符ascii数值, 并转换为二进制,填充成八位
index = ord(secrets[i])
bin_index = bin(index)[2:].zfill(8)
# 对数据进行LSB隐写，替换操作
res = cover_lsb(bin_index, im_data[pic_idx * 8: (pic_idx + 1) * 8])
pic_idx += 1
res_data += res
# 对剩余未填充的数据进行补充填充，防止图像无法恢复
res_data += im_data[pic_idx * 8:]
# 将新生成的文件进行格式转换并保存，此处一定保存为压缩的png文件
new_im_data = np.array(res_data).astype(np.uint8).reshape((pic_data.shape))
res_im = Image.fromarray(new_im_data)
res_im.save('./pic/res_encode.png')
print("在pic中已生成res_encode.png")
def lsb_extract(pic_src,file_src):
# 打开隐写文件
picture = Image.open('{}'.format(pic_src))
pic_datas = np.array(picture).ravel().tolist()
with open('{}'.format(file_src), encoding="utf-8") as file:
secrets = file.read()
str_len = len(secrets)
# print('字符的长度为：', str_len)
# 将图片拷贝一份，作为最终的图片数据
im_data = np.array(picture.copy()).ravel().tolist()
def lsb_decode(data):
'''
:param bin_index: 当前字符的ascii的二进制
:param data: 取出数组像素的八个数值
:return: LSB隐写后的字符
'''
str = ''
for i in range(len(data)):
print(bin(data[i])[2:])
data_i_bin = bin(data[i])[2:][-1]
str += data_i_bin
return str
pic_idx = 0
# 采用LSB隐写技术，横向取数据，每次取9个数据，改变8个像素最低位
res_data = []
for i in range(str_len):
# 拿到第i个数据,转换成二进制
data = im_data[i * 8: (i + 1) * 8]
data_int = lsb_decode(data)
# 找到最低位
res_data.append(int(data_int, 2))
# 将二进制数据转换成ASCII
str_data = ''
for i in res_data:
temp = chr(i)
str_data += temp
print("提取成功，输出下列解密结果")
print(str_data)
with open('./txt/secret_out.txt', 'w',encoding="utf-8") as file:
file.write(str_data)
print('已保存在txt/secret_out.txt中')
if __name__ == '__main__':
title = """
.____ ___________________ __ .__
| | / _____/\______ \ _/ |_ ____ ____ | |
| | \_____ \ | | _/ ______ \ __\/ _ \ / _ \| |
| |___ / \ | | \ /_____/ | | ( <_> | <_> ) |__
|_______ \/_______ / |______ / |__| \____/ \____/|____/
\/ \/ \/
"""
print(title)
print("当前目录下pic文件夹中存放图片，txt文件夹存放待加密信息和解密信息")
while True:
choice = input("请输入数字选择功能：1.隐写 2.提取 3.退出 ：")
if choice=='1':
img_src = input('请输入图片路径：')
file_src = input('请输入文件路径：')
lsb_embed(img_src,file_src)
elif choice=='2':
img_src = input('请输入图片路径：')
file_src = input('请输入文件路径：')
lsb_embed(img_src,file_src)
lsb_extract(img_src,file_src)
else:
print("感谢使用，请自行到相应文件夹查看结果")
break
到了这里，关于LSB信息隐藏——Python实现（完整解析版）的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
