BMP图片隐写

BMP图片隐写

【实验目的】

了解BMP图像文件格式，了解利用BMP图像文件隐藏信息的原理，设计并实现BMP图像文件信息隐藏方法。

【实验环境】

matlab/python，*ultra* *edit编译工具*

【实验原理】

BMP（Bitmap-File）图形文件是Windows采用的常见图形文件格式，要利用BMP位图进行信息隐藏首先需要详细了解BMP文件的格式，BMP图像文件结构比较单一而且固定，BMP图像由文件头、信息头、调色板区和数据区四个部分组成，而24位真彩色图像中没有调色板信息。24位真彩色BMP位图文件包括 3 部分。 第一部分是BMP文件头。前2个字节是“BM”，是用于识别BMP文件的标志；第3-6字节存放的是位图文件的大小，以字节为单位；第7-10字节是保留的，必须为0；第11-14字节给出位图阵列相对于文件头的偏移，在24位真彩色图像中，这个值固定为54；19-22表示的是图像文件的宽度，以像素为单位；23-26表示的是图像文件 的高度，以像素为单位。第二部分是位图信息头。从第29个字节开始，第29~30字节描述的是像素的位数，24位真彩色位图。该位的值为0x18；第三部分是数据区。从第55个字节开始，每3个字节表示一个像素，这3个字节依次表示该像素的红、绿、蓝亮度分量值。

任务：

在不影响图像正常显示情况下，可使用以下四种方法在24位真彩色BMP图像中隐藏信息：

（1）在图像文件尾部添加任意长度的数据，秘密信息存放在文件尾部可以减少修改文件头的数据量，仅需修改文件头中文件长度的值即可。

待隐藏的秘密信息文件名称为hidden.txt，baboon.bmp为载体图像，将载体和秘密信息放置在同一目录下，在windows的命令行模式下执行命令：Copy baboon.bmp /b+hidden.txt /a baboonl.bmp（CMD中）, 其中参数/b指定以二进制格式复制、合并文件，参数/a以ASCII格式复制、合并文件。将baboon.bmp 和 hidden.txt文件进行合并，并生成新的文件baboon1.bmp(名字可自定义)，信息隐藏在baboon1.bmp文件的尾部（使用ultra edit可查看），而图像的3-6的四个字节存放整个BMP图像的长度，如果在末尾添加了隐藏信息，3-6字节没变，但实际长度变大，二者相比较就可以知道是否嵌入了隐藏信息。

要求:编写代码，比较两个文件（baboon.bmp和baboon1.bmp的文件的实际大小和保存文件大小（3-6字节），比较嵌入隐藏信息和未嵌入隐藏信息图片的差异），提交相关代码，图片（baboon.bmp和baboon1.bmp图片、在Ultra Edit中不同地方，实际长度和3-6字节保存的长度大小差异截图）

Tips：fid表示图片

[a,length]=fread(fid,inf,’uint8’); %读取图片中实际的字节数（大小）

status=fseek(fid,2,’bof’); %偏移2个字节，使首字节变成第三字节

fileb=fread(fid,4,’uint8’); %读取3-6字节

filelength=fileb(1)*1+fileb(2)*256+fileb(3)*256^2+fileb(4)*256^3 %通过3-6字节得到图片的大小

diff=length-filelength; %计算两者大小是否一致

（2）在调色板或者位图信息头和实际的图像数据之间隐藏数据，如果将秘密数据放在文件头与图像数据之间，则至少需要修改文件头中文件长度、数据起始偏移地址这两个域的值。 即54+隐藏字节长度，

​ 要求：隐藏信息图片(自己学号)+ultraedit中二者的对比（不同部分的截图）+实际大小与3-6字节保存大小差异截图+提取水印+代码

Tips：

[a,length]=fread(fid,inf,’uint8’); %a是每bit的值，length是长度

wa=a;

wa(11)=54+count; %修改文件偏移

wa(3)=wa(3)+count; % 修改文件大小

for i=55:63

wa(i)=uint8(msg(j,1));%隐藏密码信息

disp(wa(i));

j=j+1;

end

for i=55:length

wa(i+9)=a(i);

end

（3）在图像像素区利用图像宽度字节必须是4的倍数的特点，在补足位处隐藏数据。

BMP 图像文件中有很多从不使用的保留字节，如 7、8、9、10 字节是保留的，必须为 0，可在第 7、 8、9、10 字节隐藏秘密信息。

要求同上（2）；

二、stirmark软件的使用

​ 将需要进行攻击测试的图像放在Media\Input\Images\Set1目录下，注意，这里只能使用bmp格式的图像，在profiles目录下可以看到****SMBsettings.ini****配置文件，可以对需要设定需要测试的文件目录和配置不同攻击方式的参数：

Test_PSNR：起始位0，终值为100；步进为50；

Test_AddNoise：起始位10，终值为50；步进为20；

Test_JPEG：质量因子15，25，35

Test_ConvFilter：使用高斯滤波

Test_SelfSimilarities 使用rgb色系，r，g通道，交换攻击

Test_RotationCrop：旋转角度为-5、0、75、10

Test_RotationScale；旋转角度为-5、0、75、10

熟悉stirmark软件，每一种选取1到2种进行实验。

【实验步骤】

1、BMP图像信息隐藏

方法一：

①将bmp图片与待隐藏字节同时置于同一文件夹下。

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②使用cmd中Copy-Item对文件进行合并生成新文件。

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③新图片与原图肉眼上观察并无差异。

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④用十六进制编辑器打开两张图片，发现信息已经成功写入。

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⑤用matlab分别计算两张图片实际长度和长度信息的差值，发现原图的diff值为0，而新图片的diff值为10。

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方法二：

①编写代码并生成水印图片

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Diff为0，但在UE中发现信息已经嵌入

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方法三：

①编写代码并嵌入信息，打开UE查看信息。

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2、Strimark使用

① 使用默认配置，运行StirMarkBenchmark程序

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②进入输出目录查看结果

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⑥使用strmark攻击测试实验步骤1中的水印图像baboonl.bmp

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说明LSB攻击不抗JPEG攻击。

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不抗PSNR攻击。

【实验代码】

diff检测

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clc; 

clear; 

wm=randsrc(1,300, [0 1]); % 产生随机水印信息

fid=fopen('baboon.bmp','r'); %读入载体图像文件

[a,length]=fread(fid,inf,'uint8'); %文件图像实际长度

status=fseek(fid,2,'bof'); 

fileb=fread(fid,4,'uint8'); 

filelength=fileb(1)*1+fileb(2)*256+fileb(3)*256^2+fileb(4)*256^3 

%文件图像的理论长度

status=fseek(fid,18,'bof'); 

b=fread(fid,4,'uint8'); 

biwidth=b(1)*1+b(2)*256+b(3)*256^2+b(4)*256^3 

status=fseek(fid,22,'bof'); 

b=fread(fid,4,'uint8'); 

biHeight=b(1)*1+b(2)*256+b(3)*256^2+b(4)*256^3; 

bfoffbits=54;%偏移量

biBytecount=3;%24 位真彩色图像为 3 

fclose(fid); 

diff=length-filelength;

方法2：

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clc;

clear; 

wm=randsrc(1,300, [0 1]); % 产生随机水印

fid=fopen('baboon.bmp','r'); %读入载体图像文件

[a,length]=fread(fid,inf,'uint8');

fclose(fid); 

msgfid=fopen('hidden.txt','r');%打开秘密文件

[msg,count]=fread(msgfid); 

fclose(msgfid); 

wa=a; 

j=1; 

wa(11)=54+count; 

wa(3)=wa(3)+count;

for i=55:62

wa(i)=uint8(msg(j,1));%隐藏密码信息

disp(wa(i));

j=j+1; 

end 

for i=55:length 

wa(i+9)=a(i); 

end 

figure; 

wa=uint8(wa); 

fid=fopen('baboon2.bmp', 'wb'); 

fwrite(fid,wa); 

fclose(fid); 

imshow('baboon2.bmp');

方法3：

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clc; 

clear; 

fid=fopen('baboon.bmp','r'); %读入载体图像文件

[a,length]=fread(fid,inf,'uint8'); 

fclose(fid); 

wa=a; 

%在 BMP 的 7、8、9 保留字中隐藏秘密信息 CJM ,ASCII 值为67 74 77

wa(7)=67; 

wa(8)=74; 

wa(9)=77; 

figure; 

wa=uint8(wa); 

fid=fopen('baboon3.bmp', 'wb'); 

fwrite(fid,wa); 

fclose(fid); 

imshow('baboon3.bmp');
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BMP图片隐写
http://example.com/2022/12/30/BMP图片隐写/
作者
Magnesium
发布于
2022年12月30日
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