用python实现LSB隐写与提取
一、LSB在图像中隐写与提取文字
1、隐写
from PIL import Image
"""
取得一个 PIL 图像并且更改所有值为偶数（使最低有效位为 0）
"""
def makeImageEven(image):
pixels = list(image.getdata()) # 得到一个这样的列表： [(r,g,b,t),(r,g,b,t)...](t表示Alpha通道，显示透明度）
evenPixels = [(r >> 1 << 1, g >> 1 << 1, b >> 1 << 1, t >> 1 << 1) for [r, g, b, t] in pixels] # 更改所有值为偶数
evenImage = Image.new(image.mode, image.size) # 创建一个相同大小的图片副本
evenImage.putdata(evenPixels) # 把上面的像素放入到图片副本
return evenImage
"""
内置函数 bin() 的替代，返回固定长度的二进制字符串
"""
def constLenBin(int):
binary = "0" * (8 - (len(bin(int)) - 2)) + bin(int).replace('0b','') # 去掉 bin() 返回的二进制字符串中的 '0b'，并在左边补足 '0' 直到字符串长度为 8
return binary
"""
将字符串编码到图片中
"""
def encodeDataInImage(image, data):
evenImage = makeImageEven(image) # 获得最低有效位为 0 的图片副本
binary = ''.join(map(constLenBin, bytearray(data, 'utf-8'))) # 将需要被隐藏的字符串转换成二进制字符串
#print(binary)
#print(len(binary))
if len(binary) > len(image.getdata()) * 4: # 如果不可能编码全部数据， 抛出异常
raise Exception("Error: Can't encode more than " + len(evenImage.getdata()) * 4 + " bits in this image. ")
encodedPixels = [(r + int(binary[index * 4 + 0]), g + int(binary[index * 4 + 1]), b + int(binary[index * 4 + 2]),
t + int(binary[index * 4 + 3])) if index * 4 < len(binary) else (r, g, b, t) for
index, (r, g, b, t) in enumerate(list(evenImage.getdata()))] # 将 binary 中的二进制字符串信息编码进像素里
concealedImage = Image.new(evenImage.mode, evenImage.size) # 创建新图片以存放编码后的像素
concealedImage.putdata(encodedPixels) # 添加编码后的数据
return concealedImage
if __name__ == "__main__":
encodeDataInImage(Image.open("coffee.png"), 'PEACE TO THE WORLD').save('concealedImage.png')载体图像：
隐写文字：PEACE TO THE WORLD
生成图像：
2、提取
from PIL import Image
"""
从二进制字符串转为 UTF-8 字符串
"""
def binaryToString(binary):
index = 0
string = []
rec = lambda x, i: x[2:8] + (rec(x[8:], i - 1) if i > 1 else '') if x else ''
# rec = lambda x, i: x and (x[2:8] + (i > 1 and rec(x[8:], i-1) or '')) or ''
fun = lambda x, i: x[i + 1:8] + rec(x[8:], i - 1)
while index + 1 < len(binary):
chartype = binary[index:].index('0') # 存放字符所占字节数，一个字节的字符会存为 0
length = chartype * 8 if chartype else 8
string.append(chr(int(fun(binary[index:index + length], chartype), 2)))
index += length
return ''.join(string)
"""
解码隐藏数据
"""
def decodeImage(image):
pixels = list(image.getdata()) # 获得像素列表
binary = ''.join([str(int(r >> 1 << 1 != r)) + str(int(g >> 1 << 1 != g)) + str(int(b >> 1 << 1 != b)) + str(
int(t >> 1 << 1 != t)) for (r, g, b, t) in pixels]) # 提取图片中所有最低有效位中的数据
#print(binary)
#print(len(binary))
# 找到数据截止处的索引
locationDoubleNull = binary.find('0000000000000000')
endIndex = locationDoubleNull + (
8 - (locationDoubleNull % 8)) if locationDoubleNull % 8 != 0 else locationDoubleNull
data = binaryToString(binary[0:endIndex])
return data
if __name__ == "__main__":
print(decodeImage(Image.open("concealedImage.png")))执行结果
二、LSB在图像中隐写与提取二值文字图像
1、隐写
from PIL import Image
"""
取得一个 载体图像并且更改所有值为偶数（使最低有效位为 0）
"""
def makeImageEven(image):
pixels = list(image.getdata()) # 得到一个这样的列表： [(r,g,b,t),(r,g,b,t)...]
evenPixels = [(r >> 1 << 1, g >> 1 << 1, b >> 1 << 1, t >> 1 << 1) for [r, g, b, t] in pixels] # 使最低有效位为0
evenImage = Image.new(image.mode, image.size) # 创建一个相同大小的图片副本
evenImage.putdata(evenPixels) # 把上面的像素放入到图片副本
return evenImage
"""
二值化文字图像
"""
def BinarizationImage(img):
Img = img.convert('L')
# 自定义灰度界限，大于这个值为黑色，小于这个值为白色
threshold = 200
table = []
for i in range(256):
if i < threshold:
table.append(0)
else:
table.append(1)
# 图片二值化
photo = Img.point(table, '1')
photo.save("test.png")
pixels = list(photo.getdata())
#print(pixels)
#print(len(pixels))
return pixels
"""
将二值列表转换为二值字符串
"""
def constLenBin(int):
binary = bin(int).replace('0b','') # 去掉 bin() 返回的二进制字符串中的 '0b'
return binary
"""
将二值文字图像编码到图片中
"""
def encodeDataInImage(image, img):
evenImage = makeImageEven(image) # 获得最低有效位为 0 的图片副本
BinarizationImage(img)
binary = ''.join(map(constLenBin, BinarizationImage(img))) #将图像二进制列表转换成二进制字符串
#print(binary)
#print(len(binary))
if len(binary) % 4 != 0:
binary = binary + "0"*(((len(binary)//4)+1)*4 - len(binary))
#print(binary)
#print(len(binary))
if len(binary) > len(image.getdata()) * 4: # 如果不可能编码全部数据， 抛出异常
raise Exception("Error: Can't encode more than " + len(evenImage.getdata()) * 4 + " bits in this image. ")
encodedPixels = [(r + int(binary[index * 4 + 0]), g + int(binary[index * 4 + 1]), b + int(binary[index * 4 + 2]),
t + int(binary[index * 4 + 3])) if index * 4 < len(binary)
else (r, g, b, t) for index, (r, g, b, t) in enumerate(list(evenImage.getdata()))]
#print(encodedPixels)
encodedImage = Image.new(evenImage.mode, evenImage.size) # 创建新图片以存放编码后的像素
encodedImage.putdata(encodedPixels) # 添加编码后的数据
return encodedImage
if __name__ == "__main__":
encodeDataInImage(Image.open("coffee.png"), Image.open("secret.png")).save('encodeImage.png')隐写二值文字图像：
生成图像：
2、提取
from PIL import Image
"""
解码隐藏数据
"""
def decodeImage(image,img):
pixels = list(image.getdata()) # 获得像素列表
binary = ''.join([str(int(r >> 1 << 1 != r)) + str(int(g >> 1 << 1 != g)) + str(int(b >> 1 << 1 != b)) + str(
int(t >> 1 << 1 != t)) for (r, g, b, t) in pixels]) # 提取图片中所有最低有效位中的数据
#print(binary)
# 找到数据截止处的索引
decodeImage = Image.new(img.mode, img.size) # 创建新图片以存放编码后的像素
endIndex = img.size[0]*img.size[1]
binary = binary[0:endIndex]
#print(binary)
#print(len(binary))
#将二值字符串转为像素列表
pixels=[]
for i in binary:
j = int(i)
if j == 1:
k = 255
else: k = 0
pixels.append(k)
#print(pixels)
decodeImage.putdata(pixels) # 添加编码后的数据
return decodeImage
if __name__ == "__main__":
decodeImage(Image.open("encodeImage.png"),Image.open("secret.png")).save('decodeImage.png')提取结果：
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