Golang-Experiment zum Verstecken von Informationen

1. Einleitung

Informationssicherheit war schon immer ein heißes Thema in der Informatik. In letzter Zeit haben viele Forscher und Entwickler damit begonnen, zu untersuchen, wie Programmiersprachen zur Implementierung von Informationssicherheit eingesetzt werden können. Unter ihnen spielt die Technologie zum Verbergen von Informationen in dieser Hinsicht eine entscheidende Rolle. In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie mit Golang Experimente zum Ausblenden von Informationen implementieren.

2. Einführung in Experimente zum Ausblenden von Informationen

Technologie zum Ausblenden von Informationen ist eine Methode zum Verstecken von Daten in einem unkonventionellen oder ungewöhnlichen Datenhintergrund. Diese Technik ist oft effizienter und weniger erkennbar als die Verschlüsselung, da sie neben anderen Informationen verborgen ist. Eine der gebräuchlichsten Methoden zum Verbergen von Informationen ist die LSB-Steganographie (Least Significant Bit). Bei der LSB-Steganographie kann das niedrigstwertige Bit jedes Pixels zum Speichern eines binären Bits geheimer Informationen verwendet werden, wodurch die geheimen Informationen im Bild verborgen werden.

Im Experiment zum Verstecken von Informationen werden wir die Programmiersprache Golang verwenden, um eine einfache Konsolenanwendung zum Verbergen und Extrahieren geheimer Informationen zu erstellen. Wir verwenden ein Bild als Träger, betten die geheime Botschaft in das Bild ein und senden dann das Bild mit der geheimen Botschaft an den Empfänger. Der Empfänger kann dieselbe Konsolenanwendung verwenden, um die im Bild verborgenen geheimen Informationen zu extrahieren.

3. Golang implementiert das Verstecken von Informationen

Es ist sehr einfach, LSB-Steganographie in Golang zu implementieren. Wir können das Go-Bildpaket verwenden, um Pixel in Bildern zu manipulieren. Da wir nur geheime Informationen in Pixel einbetten, müssen wir die Pixelwerte ändern, ohne die eingebetteten Informationen zu ändern. Aus dieser Perspektive müssen wir sicherstellen, dass die Pixelwerte während des Steganographieprozesses unverändert bleiben. Daher müssen wir einen Algorithmus verwenden, der nur die niedrigstwertigen Bits des Pixelwerts ändert, ohne den Rest des Pixels zu beeinflussen. Nachfolgend finden Sie die Implementierungsdetails.

1. Bilddateien verarbeiten

Wir müssen zunächst eine Funktion erstellen, die Bilddateien verarbeitet und Bitmap-Objekte zurückgibt. Zur Bewältigung dieser Aufgabe verwenden wir die Bild-/Farb- und Bildpakete von Go. image/color ist eine Farbverarbeitungsbibliothek und image ist eine Bibliothek zur Verarbeitung von Bilddateien. Nachfolgend finden Sie den Bildverarbeitungscode, den wir verwenden werden.

func processImage(filename string, imgType string) (image.Image, error) {
    file, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        return nil, errors.New("Failed to open file")
    }
    defer file.Close()

    img, _, err := image.Decode(file)
    if err != nil {
        return nil, errors.New("Failed to decode image")
    }

    return img, nil
}

Diese Funktion liest eine Bilddatei aus dem Dateisystem und dekodiert sie in eine Bitmap. Wenn die angegebene Datei nicht existiert oder nicht dekodiert werden kann, gibt die Funktion einen Fehler zurück. Sobald wir die Bilddatei erfolgreich lesen und dekodieren können, können wir mit den folgenden Vorgängen fortfahren.

2. Geheime Nachrichten ausblenden

Der Vorgang zum Ausblenden geheimer Nachrichten in Bildern basiert auf den folgenden Schritten. Zuerst müssen wir die Informationen, die wir verbergen möchten, in ein Binärformat konvertieren. Anschließend müssen wir jedes Pixel lesen und die binären Geheiminformationen in die niedrigstwertigen Bits einfügen. Um die geheimen Informationen in die niedrigstwertigen Bits der Pixel einzufügen, verwenden wir einen dreiteiligen Code. Dieser Code wandelt den Farbwert des Pixels in das RGBA-Format um. Anschließend fügen wir die geheimen Informationen in die niedrigstwertigen Bits des Pixels ein und konvertieren das RGBA-Format dieses Pixels zurück in einen Farbwert. Unten finden Sie den Code zum Einfügen der geheimen Nachricht.

var rgbaPix color.RGBA
    rgbaPix = color.RGBAModel.Convert(img.At(x, y)).(color.RGBA)

    //下面是处理的代码
    currentBit := 0
    for i := 0; i < len(secretByte); i++ {
        for j := 0; j < 8; j++ {
            bit := getBit(secretByte[i], j)

            //将最低有效位清零
            rgbaPix.R &= 0xFE
            //将当前的比特插入到最低有效位
            rgbaPix.R |= uint8(bit)
            //移动到下一个比特
            currentBit++
            if currentBit == bitsLen {
                break Loop
            }

            bit = getBit(secretByte[i], j+1)

            //将最低有效位清零
            rgbaPix.G &= 0xFE
            //将当前的比特插入到最低有效位
            rgbaPix.G |= uint8(bit)
            //移动到下一个比特
            currentBit++
            if currentBit == bitsLen {
                break Loop
            }

            bit = getBit(secretByte[i], j+2)

            //将最低有效位清零
            rgbaPix.B &= 0xFE
            //将当前的比特插入到最低有效位
            rgbaPix.B |= uint8(bit)
            //移动到下一个比特
            currentBit++
            if currentBit == bitsLen {
                break Loop
            }
        }
    }

Wie oben erwähnt, konvertieren wir zunächst den Farbwert des Pixels in das RGBA-Format. Um den Code zu vereinfachen und den Speicherverbrauch zu minimieren, gehen wir davon aus, dass der Farbwert jedes Pixels im Bild ein eindeutiger RGBA-Wert ist. Anschließend fügen wir jedes Binärbit der geheimen Informationen in das niedrigstwertige Bit des Pixels ein, indem wir den Wert des aktuellen Bits auf das niedrigstwertige Bit (0 oder 1) setzen. Wenn wir nach dem Einfügen alle geheimen Informationen durchgegangen sind, können wir die Schleife verlassen und die verbleibenden Iterationen überspringen.

3. Geheime Informationen extrahieren

Der Prozess zum Extrahieren geheimer Informationen ist relativ einfach. Zuerst müssen wir den RGBA-Wert des Pixels und die Größe der Bitmap ermitteln. Dann müssen wir die steganografischen Informationen basierend auf der Elementposition und -länge des Decoders lesen. Unten finden Sie den Code zum Extrahieren der geheimen Informationen.

for x := 0; x < bounds.Max.X; x++ {
        for y := 0; y < bounds.Max.Y; y++ {
            var rgbaPix color.RGBA
            rgbaPix = color.RGBAModel.Convert(img.At(x, y)).(color.RGBA)

            bits := make([]byte, 0)
            for i := 0; i < 8; i++ {
                bit := getBitValue(rgbaPix.R, i) //获取像素RGBA中最低有效位中的值
                bits = append(bits, bit)
                if len(bits) == secretByteCount*8 {
                    break
                }
                bit = getBitValue(rgbaPix.G, i) //获取像素RGBA中最低有效位中的值
                bits = append(bits, bit)
                if len(bits) == secretByteCount*8 {
                    break
                }
                bit = getBitValue(rgbaPix.B, i) //获取像素RGBA中最低有效位中的值
                bits = append(bits, bit)
                if len(bits) == secretByteCount*8 {
                    break
                }
            }

            if len(bits) == secretByteCount*8 {
                secretByte := make([]byte, secretByteCount)
                for i := 0; i < secretByteCount; i++ {
                    secretByte[i] = bitsToByte(bits[i*8 : (i+1)*8])
                }
                return secretByte, nil
            }
        }
    }

    return nil, errors.New("Error while extracting secret, no secret found")

Wie oben erwähnt, müssen wir vor dem Extrahieren der geheimen Informationen die Länge der geheimen Informationen bestimmen. Dazu müssen wir den folgenden Code verwenden:

secretByteCount := int(math.Ceil(float64(bitsLen+1) / 8.0))

Anschließend durchlaufen wir jedes Pixel und extrahieren die niedrigstwertigen Bits des RGBA-Werts von niedrig nach hoch. Um den Speicherbedarf zu minimieren, speichern wir Daten in Byte-Slices.

4. Zusammenfassung

In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie mit Golang Experimente zum Verbergen von Informationen durchführen. Wir erklärten zunächst, was Information Hiding-Technologie ist, und stellten die gebräuchlichste LSB-Steganographie-Methode vor. Anschließend demonstrierten wir anhand von Beispielcode, wie man mit der Programmiersprache Golang eine einfache Konsolenanwendung erstellt, mit der geheime Informationen verborgen und extrahiert werden können. Durch dieses Experiment können wir sehen, dass Golang die Bildverarbeitung sehr gut unterstützt und über eine gute Implementierungsgrundlage für Experimente zum Ausblenden von Informationen verfügt. Ich hoffe, dieser Artikel ist für die Leser hilfreich und ermutigt Forscher und Entwickler, weiterhin potenzielle Anwendungen von Techniken zum Verbergen von Informationen in der Informatik zu erforschen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonGolang-Experiment zum Verstecken von Informationen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!