Стеганография. Методы LSB и DCT

@Brothev · Регистрация: 09.09.2014

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Необходимо реализовать эти 2 метода. Метод LSB как-то еще получился, не могу только понять как записывать сообщение больше ~30 символов, если при условия записи ( textBox1 . Text . Length * 8 > 255 ), и как реализовать запись русских букв. А с ДКП что-то вообще тяжко даже не понимаю, как его реализовать. Помогите кто чем сможет))

@wingblack · 04.06.2017, 00:36

Пиши постановку задачи полностью.

Например, LSB внутри DCT на ячейках "средних частот"

Добавлено через 19 минут
Другой метод - LSB на первой ячейке DCT, она (ячейка) еще называется DC и является средним арифметическим.

@Brothev · 04.06.2017, 02:56 **[ТС]**

Что то я не совсем понял.вероятно вы не так поняли под я имел ввиду LSB - метод наименее значащих битов, а DCT- метод дискретно косинусного преобразования.
В LSB не могу понять как правильно сделать условие для внедрения большого числа символов если использовать такое условие

C#

1	if ( textBox1 . Text . Length * 8 > 255)

то больше 30 символов не вместить
Здесь мои наработки по методу LSB

C#

 
//Внедрение стегосообщения методом LSB
private void buttonEncode_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Bitmap img = new Bitmap(textBoxFilePath.Text);
 
            for (int i = 0; i < img.Width; i++)
            {
                for (int j = 0; j < img.Height; j++)
                {
                    Color pixel = img.GetPixel(i, j);
 
                    if (i < 1 && j < textBoxMessage.TextLength)
                    {
                        Console.WriteLine("R = [" + i + "][" + j + "] = " + pixel.R);
                        Console.WriteLine("G = [" + i + "][" + j + "] = " + pixel.G);
                        Console.WriteLine("G = [" + i + "][" + j + "] = " + pixel.B);
 
                        char letter = Convert.ToChar(textBoxMessage.Text.Substring(j, 1));
                        int value = Convert.ToInt32(letter);
                        Console.WriteLine("letter : " + letter + " value : " + value);
 
                        img.SetPixel(i, j, Color.FromArgb(pixel.R, pixel.G, value));
                    }
 
                    if (i == img.Width - 1 && j == img.Height - 1)
                    {
                        img.SetPixel(i, j, Color.FromArgb(pixel.R, pixel.G, textBoxMessage.TextLength));
                    }
 
                }
            }
 
            SaveFileDialog saveFile = new SaveFileDialog();
            saveFile.Filter = "Image Files (*.png, *.jpg) | *.png; *.jpg";
            saveFile.InitialDirectory = @"C:\Users\metech\Desktop";
 
            if (saveFile.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
                textBoxFilePath.Text = saveFile.FileName.ToString();
                pictureBox1.ImageLocation = textBoxFilePath.Text;
 
                img.Save(textBoxFilePath.Text);
            }
//Извлечение стегосообщения
 private void buttonDecode_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Bitmap img = new Bitmap(textBoxFilePath.Text);
            string message = "";
 
            Color lastpixel = img.GetPixel(img.Width - 1, img.Height - 1);
            int msgLength = lastpixel.B;
 
            for (int i = 0; i < img.Width; i++)
            {
                for (int j = 0; j < img.Height; j++)
                {
                    Color pixel = img.GetPixel(i, j);
 
                    if (i < 1 && j < msgLength)
                    {
                        int value = pixel.B;
                        char c = Convert.ToChar(value);
                        string letter = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(new byte[] { Convert.ToByte(c) });
 
                        message = message + letter;
                    }
                }
            }
 
            textBoxMessage.Text = message;
        }
        }

С методом ДКП у меня только отрывки кода не могу понять как их связать друг с другом

Добавлено через 2 минуты
да и в моем коде если использовать русские буквы программа вылетает тоже не могу понять причину, есть предположение что при переводе текста в биты число получается больше 255(но это не точно)

@Shamil1 · 04.06.2017, 04:46

Сообщение от Brothev

да и в моем коде если использовать русские буквы программа вылетает тоже не могу понять причину

Если бы Вы написали, какая ошибка и где, вероятно, кто-нибудь объяснил Вам причину возникновения ошибки.

В кодировке UTF-8 один символ может занимать от 1 до 4 байт.

@Brothev · 04.06.2017, 15:07 **[ТС]**

System.ArgumentException: Значение '1091' недопустимо для 'blue'. 'blue' должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 255.
в System.Drawing.Color.CheckByte(Int32 value, String name)
в System.Drawing.Color.FromArgb(Int32 alpha, Int32 red, Int32 green, Int32 blue)
в System.Drawing.Color.FromArgb(Int32 red, Int32 green, Int32 blue)
в SimpleSteganography.Form1.buttonEncode_Click(Object sender, EventArgs e) в C:\Users\metech\AppData\Local\Temporary Projects\SimpleSteganography\Form1.cs:строка 53
в System.Windows.Forms.Control.OnClick(EventArgs e)
в System.Windows.Forms.Button.OnClick(EventArgs e)
в System.Windows.Forms.Button.OnMouseUp(MouseEventArgs mevent)
в System.Windows.Forms.Control.WmMouseUp(Message& m, MouseButtons button, Int32 clicks)
в System.Windows.Forms.Control.WndProc(Message& m)
в System.Windows.Forms.ButtonBase.WndProc(Message& m)
в System.Windows.Forms.Button.WndProc(Message& m)
в System.Windows.Forms.Control.ControlNativeWindow.OnMessage(Message& m)
в System.Windows.Forms.Control.ControlNativeWindow.WndProc(Message& m)
в System.Windows.Forms.NativeWindow.Callback(IntPtr hWnd, Int32 msg, IntPtr wparam, IntPtr lparam)

@wingblack · 04.06.2017, 17:26

Сообщение от Brothev

System.ArgumentException: Значение '1091' недопустимо для 'blue'. 'blue' должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 255.

Как впихнуть число большее чем 255 в один байт? Да никак! Используй 2, 3, 4 и так далее байт. Например, первый байт сообщения говорит сколько следующих байт отведено под хранение размера сообщения.
Либо сразу брать 2/3/4 байта под размер заранее ограничив максимальный размер сообщения.

Ты не можешь использовать коэффициенты DCT для непосредственного хранения данных. Т.е. можешь, но это будет заметно. Чтобы это не было заметно - нужен способ незначительного изменения данных коэффициентов.
В данный момент я интересуюсь данным вопросом, и из тематических публикаций пока извлек следующие методы:
- LSB на коэффициенты "средних частот" - в низких частотах будут слишком заметно, а высокие отбрасываются при сжатии изображения
- LSB на первый коэффициент - дает слишком низкую плотность, да и не такой уж незаметный.
- сдвиг значений коэффициентов согласно "алфавиту" из слабо коррелирующих массивов

Добавлено через 14 минут
К слову, перезапись одного цвета картинки числами из сообщения - это ни разу не LSB.

Конвертируй текст UTF8 в массив байт, потом обратно, либо работай с ASCII текстом.

@Brothev · 04.06.2017, 22:34 **[ТС]**

А что насчет метода ДКП. Я почитал некоторые статьи с форума получил следующий код, но в нем что то не то не могу понять что именно ругается на строку в функции извлечения стего.(Вызвано исключение: "System.InvalidOperationException" в System.Drawing.dll
Дополнительные сведения: Область растрового изображения уже заблокирована.)

C#

1	BitmapData bmpData = image.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, image.PixelFormat);

Могли бы вы помочь мне в этом вопросе?
ШИФРОВАНИЕ:

C#

String parol = textBox2.Text;
            if (parol.Length < 4 || parol.Length > 8)
            {
                MessageBox.Show("Пароль должен состоять из 4-8 символов"); return;
            }
            int x1 = 1; //координаты коэф ДКП в которые будем встраивать сообщение
            int y1 = 7;
            int x2 = 7;
            int y2 = 1;
            String s = textBox1.Text;
            s = s + parol;
            UTF8Encoding utf8 = new UTF8Encoding();
            String bits = "";
            Byte[] encodedBytes = utf8.GetBytes(s);//строку в последовательность байт
            for (int i = 0; i < encodedBytes.Length; i++)
            {
                bits = bits + Int2Bin(encodedBytes[i]);// Int2Bin переводит байт в сроку 0 1 символов
            }//в результате bits хранит 0 1 биты которые нужно закодировать
            if (s.Length > ((int)(image.Width / 8) * (int)(image.Height / 8)))
            {
                MessageBox.Show("Сообщение велико для данного изображения");
                return;
            }//проверяю влезит ли сообщение, тоесть s.Length должна быть меньше блоков 8 * 8
            Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, image.Width, image.Height);
            System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData =
            image.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, image.PixelFormat);
            IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
            int bytes = Math.Abs(bmpData.Stride) * image.Height;
            int maxWidth = bmpData.Stride * 8;
            int width = image.Width;
            byte[] bValues = new byte[bytes];
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, bValues, 0, bytes - 1);
            //получил массив всех байт изображения, включая те лишние  между строками
            byte[,] blue = new byte[image.Height, image.Width];//создал массив куда запишу синие байты
            int lishnie = (bytes - image.Height * image.Width * 3) / image.Height;//количество лишних байтов между двумя строками
            int index = 2;
            for (int i = 0; i < image.Height; i++)
            {
                for (int j = 0; j < image.Width; j++)
                {
                    blue[i, j] = bValues[index];
                    index += 3;
                }
                index += lishnie;
            }//цикл который получае синие быйты из всего массива bValues
            int str = 0;//переменые которые понадобятся для получения подматриц 8 * 8 из масива синих байт
            int stb = 0;
            for (int k = 0; k < bits.Length; k++)//начинаем кодировать байт
            {
                byte[,] tempmass = new byte[8, 8];//текущая подматрица в которую кодируем текущий бит
                for (int i = 0, p = 7 * str + str; i < 8; i++, p++)
                {
                    for (int j = 0, z = 7 * stb + stb; j < 8; j++, z++)
                    {
                        tempmass[i, j] = blue[p, z];
                    }
                }//заполняем его
                int[,] koef = new int[8, 8]; //матрица, где будут хранится коэф ДКП
                double sum = 0;
                for (int i = 0; i < 8; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < 8; j++)
                    {
                        for (int p = 0; p < 8; p++)
                        {
                            for (int z = 0; z < 8; z++)
                            {
                                sum += Convert.ToInt32(tempmass[p, z]) *
                               Math.Cos((Math.PI * i * (2 * p + 1)) / (16)) * Math.Cos((Math.PI * j * (2 * z + 1)) / (16));
                            }
                        }
                        koef[i, j] = (int)(((fun(i) * fun(j)) / 4) * sum);
                        sum = 0;
                    }
                }//заполняем ее, проверял на маленьком изображение, получается как в теории большие по модулю в верхнем углу левом, а меншие в правом нижнем.
                int v = Convert.ToInt32(textBox1.Text);
                if (bits[k] == '0')
                {
                    do
                    {
                        if (koef[x1, y1] < 0) { koef[x1, y1]--; }
                        else
                        {
                            koef[x1, y1]++;
                        }
                        if (koef[x2, y2] < 0) { koef[x2, y2]++; }
                        else
                        {
                            koef[x2, y2]--;
                        }
                    } while (Math.Abs(koef[x1, y1]) - Math.Abs(koef[x2, y2]) < v);
                }
                else
                {
                    do
                    {
                        if (koef[x1, y1] < 0) { koef[x1, y1]++; }
                        else
                        {
                            koef[x1, y1]--;
                        }
                        if (koef[x2, y2] < 0) { koef[x2, y2]--; }
                        else
                        {
                            koef[x2, y2]++;
                        }
                    } while (Math.Abs(koef[x1, y1]) - Math.Abs(koef[x2, y2]) > -v);
                }//меняюю коэфициэньты
                 //начинается обратное дкп
                for (int i = 0; i < 8; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < 8; j++)
                    {
                        for (int p = 0; p < 8; p++)
                        {
                            for (int z = 0; z < 8; z++)
                            {
                                sum += fun(p) * fun(z) * koef[p, z] *
                               Math.Cos((Math.PI * p * (2 * i + 1)) / (16)) * Math.Cos((Math.PI * z * (2 * j
                               + 1)) / (16));
                            }
                        }
                        if (sum > 1000) sum = 1000;
                        if (sum < 0) sum = 0;
                        tempmass[i, j] = Convert.ToByte((int)(sum / 4));
                        sum = 0;
                    }
                }
                for (int i = 0, p = 7 * str + str; i < 8; i++, p++)
                {
                    for (int j = 0, z = 7 * stb + stb; j < 8; j++, z++)
                    {
                        blue[p, z] = tempmass[i, j];
                    }
                }// засовываю обратно матрицу 8*8 в матрицу синих байт
                stb += 1;
                if (8 * stb + stb >= image.Width)
                {
                    str += 1; stb = 0;
                }//меняю те два коэфициента которые отвечают за текущюю подматрицу в  которую кодируем
                if (8 * str + str >= image.Height) { break; }
            }
            index = 2;
            for (int i = 0; i < image.Height; i++)
            {
                for (int j = 0; j < image.Width; j++)
                {
                    bValues[index] = blue[i, j];
                    index += 3;
                }
                index += lishnie;
            }//засовываю обратно массив синих байтов в массив всех байтов
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(bValues, 0, ptr, bytes);
            image.UnlockBits(bmpData);
            SaveFileDialog saveFile = new SaveFileDialog();
            saveFile.Filter = "Image Files (*.png, *.jpg) | *.png; *.jpg";
            saveFile.InitialDirectory = @"C:\Users\metech\Desktop";
 
            if (saveFile.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
                textBoxFilePath.Text = saveFile.FileName.ToString();
                pictureBox1.ImageLocation = textBoxFilePath.Text;
 
                image.Save(textBoxFilePath.Text);
            }//сохраняю изображение
 
        }
        public double fun(int x)
        {
            if (x == 0) return 1 / Math.Sqrt(2);
            if (x > 0) return 1;
 
            return 0;
        }

ИЗВЛЕЧЕНИЕ:

C#

 String parol = textBox2.Text;
            if (parol.Length < 4 || parol.Length > 8)
            {
                MessageBox.Show("Пароль не верный!!!"); return;
            }
            int x1 = 1;
            int y1 = 7;
            int x2 = 7;
            int y2 = 1;
            Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, image.Width, image.Height);
            BitmapData bmpData = image.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, image.PixelFormat);
            IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
            int bytes = Math.Abs(bmpData.Stride) * image.Height;
            int maxWidth = bmpData.Stride * 8;
            int width = image.Width;
            byte[] bValues = new byte[bytes];
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, bValues, 0, bytes - 1);
            byte[,] blue = new byte[image.Height, image.Width];
            int lishnie = (bytes - image.Height * image.Width * 3) / image.Height;
            int index = 2;
            for (int i = 0; i < image.Height; i++)
            {
                for (int j = 0; j < image.Width; j++)
                {
                    blue[i, j] = bValues[index];
                    index += 3;
                }
                index += lishnie;
            }
            int str = 0;
            int stb = 0;
            String masege = "";
            for (int k = 0; k < ((int)(image.Width / 8) * (int)(image.Height / 8)); k++)
            {
                byte[,] tempmass = new byte[8, 8];
                for (int i = 0, p = 7 * str + str; i < 8; i++, p++)
                {
                    for (int j = 0, z = 7 * stb + stb; j < 8; j++, z++)
                    {
                        tempmass[i, j] = blue[p, z];
                    }
                }
                int[,] koef = new int[8, 8];
                double sum = 0;
                for (int i = 0; i < 8; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < 8; j++)
                    {
                        for (int p = 0; p < 8; p++)
                        {
                            for (int z = 0; z < 8; z++)
                            {
                                sum += Convert.ToInt32(tempmass[p, z]) * Math.Cos((Math.PI * i * (2 * p + 1)) / (16)) * Math.Cos((Math.PI * j * (2 * z + 1)) / (16));
                            }
                        }
                        koef[i, j] = (int)(((fun(i) * fun(j)) / 4) * sum);
                        sum = 0;
                    }
                }
 
                if (Math.Abs(koef[x1, y1]) > Math.Abs(koef[x2, y2])) masege = masege + "0";
                if (Math.Abs(koef[x1, y1]) < Math.Abs(koef[x2, y2])) masege = masege + "1";
                //начинается обратное дкп
                //if (Math.Abs(koef[x1, y1]) == Math.Abs(koef[x2, y2])) 
                masege = masege + "1";
                stb += 1;
                if (8 * stb + stb >= image.Width) { str += 1; stb = 0; }
                if (8 * str + str >= image.Height) { break; }
            }
            Byte[] ne = new Byte[(int)(masege.Length / 8)];
            for (int i = 0, j = 0; j < (int)(masege.Length / 8); j++, i++)
            {
                ne[j] = Bin2Int(masege.Substring(i, 8));
                i = i + 7;
            }
            string stt = System.Text.UTF8Encoding.UTF8.GetString(ne);
            int xz = stt.IndexOf(parol);
            if (xz == -1) { return; }
            String m = stt.Substring(0, xz);
            textBox1.Text = m;
 
        }

@wingblack · 05.06.2017, 08:59

Сообщение от Brothev

(Вызвано исключение: "System.InvalidOperationException" в System.Drawing.dll
Дополнительные сведения: Область растрового изображения уже заблокирована.

У тебя нет Unlock в извлечении.

@Brothev · 05.06.2017, 12:41 **[ТС]**

а поконкретнее можно где именно в извлечении?

@wingblack · 05.06.2017, 15:11

Не знаю, но у тебя в шифровании есть Lock и Unlock, а в извлечении только Lock, добавь разблокировку где-то в конце

@Brothev · 05.06.2017, 15:51 **[ТС]**

Не помогло((

Добавлено через 28 минут
Хотя ошибки больше нет но не выводится результат дешифровки может есть какие то ошибки в алгоритме могли бы посмотреть?

@wingblack · 06.06.2017, 21:14

Попробуй распечатать числа ДКП на стадии записи, и на стадии чтения в извелечении
И сравни их, может этот метод просто не подходит.

@Brothev 0 / 0 / 0 Регистрация: 09.09.2014 Сообщений: 21
		1
	Стеганография. Методы LSB и DCT 03.06.2017, 23:31. Показов 3978. Ответов 11 Метки алгоритм, стеганография (Все метки) Необходимо реализовать эти 2 метода. Метод LSB как-то еще получился, не могу только понять как записывать сообщение больше ~30 символов, если при условия записи ( textBox1 . Text . Length * 8 > 255 ), и как реализовать запись русских букв. А с ДКП что-то вообще тяжко даже не понимаю, как его реализовать. Помогите кто чем сможет)) 0

@wingblack 294 / 265 / 48 Регистрация: 09.04.2013 Сообщений: 1,037
	04.06.2017, 00:36	2
	Пиши постановку задачи полностью. Например, LSB внутри DCT на ячейках "средних частот" Добавлено через 19 минут Другой метод - LSB на первой ячейке DCT, она (ячейка) еще называется DC и является средним арифметическим. 0

@Shamil1 Модератор 2982 / 2136 / 451 Регистрация: 26.03.2015 Сообщений: 8,306
	04.06.2017, 04:46	4
	Сообщение от Brothev да и в моем коде если использовать русские буквы программа вылетает тоже не могу понять причину Если бы Вы написали, какая ошибка и где, вероятно, кто-нибудь объяснил Вам причину возникновения ошибки. В кодировке UTF-8 один символ может занимать от 1 до 4 байт. 0

@Brothev 0 / 0 / 0 Регистрация: 09.09.2014 Сообщений: 21
	04.06.2017, 15:07 [ТС]	5
	System.ArgumentException: Значение '1091' недопустимо для 'blue'. 'blue' должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 255. в System.Drawing.Color.CheckByte(Int32 value, String name) в System.Drawing.Color.FromArgb(Int32 alpha, Int32 red, Int32 green, Int32 blue) в System.Drawing.Color.FromArgb(Int32 red, Int32 green, Int32 blue) в SimpleSteganography.Form1.buttonEncode_Click(Object sender, EventArgs e) в C:\Users\metech\AppData\Local\Temporary Projects\SimpleSteganography\Form1.cs:строка 53 в System.Windows.Forms.Control.OnClick(EventArgs e) в System.Windows.Forms.Button.OnClick(EventArgs e) в System.Windows.Forms.Button.OnMouseUp(MouseEventArgs mevent) в System.Windows.Forms.Control.WmMouseUp(Message& m, MouseButtons button, Int32 clicks) в System.Windows.Forms.Control.WndProc(Message& m) в System.Windows.Forms.ButtonBase.WndProc(Message& m) в System.Windows.Forms.Button.WndProc(Message& m) в System.Windows.Forms.Control.ControlNativeWindow.OnMessage(Message& m) в System.Windows.Forms.Control.ControlNativeWindow.WndProc(Message& m) в System.Windows.Forms.NativeWindow.Callback(IntPtr hWnd, Int32 msg, IntPtr wparam, IntPtr lparam) 0

@wingblack 294 / 265 / 48 Регистрация: 09.04.2013 Сообщений: 1,037
	04.06.2017, 17:26	6
	Сообщение от Brothev System.ArgumentException: Значение '1091' недопустимо для 'blue'. 'blue' должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 255. Как впихнуть число большее чем 255 в один байт? Да никак! Используй 2, 3, 4 и так далее байт. Например, первый байт сообщения говорит сколько следующих байт отведено под хранение размера сообщения. Либо сразу брать 2/3/4 байта под размер заранее ограничив максимальный размер сообщения. Ты не можешь использовать коэффициенты DCT для непосредственного хранения данных. Т.е. можешь, но это будет заметно. Чтобы это не было заметно - нужен способ незначительного изменения данных коэффициентов. В данный момент я интересуюсь данным вопросом, и из тематических публикаций пока извлек следующие методы: - LSB на коэффициенты "средних частот" - в низких частотах будут слишком заметно, а высокие отбрасываются при сжатии изображения - LSB на первый коэффициент - дает слишком низкую плотность, да и не такой уж незаметный. - сдвиг значений коэффициентов согласно "алфавиту" из слабо коррелирующих массивов Добавлено через 14 минут К слову, перезапись одного цвета картинки числами из сообщения - это ни разу не LSB. Конвертируй текст UTF8 в массив байт, потом обратно, либо работай с ASCII текстом. 0

@wingblack 294 / 265 / 48 Регистрация: 09.04.2013 Сообщений: 1,037
	05.06.2017, 08:59	8
	Сообщение от Brothev (Вызвано исключение: "System.InvalidOperationException" в System.Drawing.dll Дополнительные сведения: Область растрового изображения уже заблокирована. У тебя нет Unlock в извлечении. 1

@Brothev 0 / 0 / 0 Регистрация: 09.09.2014 Сообщений: 21
	05.06.2017, 12:41 [ТС]	9
	а поконкретнее можно где именно в извлечении? 0

@wingblack 294 / 265 / 48 Регистрация: 09.04.2013 Сообщений: 1,037
	05.06.2017, 15:11	10
	Не знаю, но у тебя в шифровании есть Lock и Unlock, а в извлечении только Lock, добавь разблокировку где-то в конце 1

@Brothev 0 / 0 / 0 Регистрация: 09.09.2014 Сообщений: 21
	05.06.2017, 15:51 [ТС]	11
	Не помогло(( Добавлено через 28 минут Хотя ошибки больше нет но не выводится результат дешифровки может есть какие то ошибки в алгоритме могли бы посмотреть? 0

@wingblack 294 / 265 / 48 Регистрация: 09.04.2013 Сообщений: 1,037
	06.06.2017, 21:14	12
	Попробуй распечатать числа ДКП на стадии записи, и на стадии чтения в извелечении И сравни их, может этот метод просто не подходит. 0

Опции темы