有损压缩中的隐写术（JAVA）

Question

我有这个用于在Java的jpeg图像中编码数据。我将文本转换为二进制格式，并将其插入从（0,0）到（width，height）的每个像素的RGB的LSB（取决于用户选择的内容。1、2、3、4）
。

outer:
    for(int i = 0; i < height; i++){
        for(int j = 0; j < width; j++){
            Color c = new Color(image.getRGB(j, i));

            int red = binaryToInteger(insertMessage(integerToBinary((int)(c.getRed())),numLSB));
            int green = binaryToInteger(insertMessage(integerToBinary((int)(c.getGreen())),numLSB));
            int blue = binaryToInteger(insertMessage(integerToBinary((int)(c.getBlue())),numLSB));

            Color newColor = new Color(red,green,blue);
            image.setRGB(j,i,newColor.getRGB());

        }
    }
    gui.appendStatus("Binarized message is: " + binarizedMessage);
    File output = new File(gui.getOutput()+".jpg");

    ImageIO.write(image, "png", output);

目前，即时通讯将其编写为png，并且效果很好，但我希望在jpeg中实现。我成功获取了png中的那些数据。但正如预期的那样，jpeg失败。

我能够解码所写图像中的隐藏位，并在选择了正确的LSB的情况下看到消息。

我目前正在阅读有关JPEG隐写技术的信息，但并不太清楚我应该如何启动它。我看过算法，也没有帮助我。

我看到了没有找到任何主类的代码。

我必须在应用程序中调用它吗？修改吗？我将如何解码？

这是我看到的代码的链接。

Answer 1

jpeg使用有损压缩方法来实现较小的文件大小。不幸的是，该方法直接影响（某些）像素的值，从而破坏了嵌入信息的方式。您需要以无损格式保存文件以避免这种问题，例如bmp或png。

Jpeg隐写术的代码编写有些复杂，但是概念很简单。您将需要编写jpeg编码器，或者已经使用一个编码器。您链接到的代码确实是一种编码器，只需稍作修改，就可以将其用于您的项目。

如果您想了解代码，可以阅读有关jpeg编码的维基百科文章。我将简要总结其一些关键步骤。

• 将图像分成8x8块。
• 在每一个上使用离散余弦变换（DCT）获得浮点DCT系数并将其量化为整数。
• 使用霍夫曼编码和游程长度编码将量化系数存储到文件中。

第二步中的量化是有损比特，但是随后进行的所有操作都是无损的。因此，基本上，从第二步获取量化系数，使用隐写算法对其进行修改，然后继续第三步。

关于链接代码的实际修改。该Compress方法是您需要调用以将rgb图像存储到文件中的方法。它负责写头数据和压缩系数。您只需要在该WriteCompressedData方法中添加一些代码即可。现在要做的是循环遍历每个8x8图像块，应用dct并量化存储在中的系数dctArray3。然后将这些数据压缩写入文件。那是您必须进行干预的地方，dctArray3在致电之前进行修改Huf.HuffmanBlockEncoder。

例如，假设您有一个秘密的字节数组，称为message，并且您希望将每个8x8块的一位嵌入特定系数的lsb中。

public void WriteCompressedData(BufferedOutputStream outStream, byte[] message) {
    byte currentByte;
    int nBytes = message.length;
    int iByte = 0;
    int iBit = 7;
    if (nBytes > 0) {
        currentByte = message[0];
    } else {
        currentByte = (byte) 0;
    }
    // Original method code up until the following line
    dctArray3 = dct.quantizeBlock(dctArray2, JpegObj.QtableNumber[comp]);
    // ******************** our stuff *******************
    if (iByte < nBytes) {
        int bit = (currentByte >> iBit) & 1;
        iBit--;
        if (iBit == -1) {
            iBit = 7;
            iByte++;
            if (iByte < nBytes) {
                currentByte = message[iByte];
            }
        }
        dctArray3[23] = (dctArray3[23] & 0xfffffffe) | bit;
    }
    // **************************************************
    Huf.HuffmanBlockEncoder(outStream, dctArray3, lastDCvalue[comp], JpegObj.DCtableNumber[comp], JpegObj.ACtableNumber[comp]);
    ...
}

解码是与此相反的，您可以读取DCT系数并使用适当的算法从中提取秘密。您将需要使用jpeg解码器，因此我只是从F5
Steganography
项目中借用了相关文件。具体来说，您需要文件ortega夹中的文件，然后可以像这样使用它。

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

import ortega.HuffmanDecode;

public class Extract {
    private static byte[] deZigZag = {
            0, 1, 5, 6, 14, 15, 27, 28, 2, 4, 7, 13, 16, 26, 29, 42, 3, 8, 12, 17, 25, 30, 41, 43, 9, 11, 18, 24, 31,
            40, 44, 53, 10, 19, 23, 32, 39, 45, 52, 54, 20, 22, 33, 38, 46, 51, 55, 60, 21, 34, 37, 47, 50, 56, 59, 61,
            35, 36, 48, 49, 57, 58, 62, 63 };

    private static int[] extract(InputStream fis, int flength) throws IOException {
        byte[] carrier = new byte[flength];
        fis.read(carrier);
        HuffmanDecode hd = new HuffmanDecode(carrier);
        int[] coeff = hd.decode();
        return coeff;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // run with argument the stego jpeg filename
        try {
            File f = new File(args[0]);
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            int[] coeff = extract(fis, (int) f.length());

            int idx = deZigZag[23];
            // The coeff array has all of the DCT coefficients in one big
            // array, so that the first 64 elements are the coefficients 
            // from the first block, the next 64 from the second and so on.
            //
            // idx is the position of the embedding DCT coefficient.
            // You can start with that and extract its lsb, then increment
            // by 64 to extract the next bit from the next "block" and so on.
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}