eksperimen menyembunyikan maklumat golang

1. Pengenalan

Keselamatan maklumat sentiasa menjadi topik hangat dalam sains komputer. Baru-baru ini, ramai penyelidik dan pembangun telah mula meneroka cara menggunakan bahasa pengaturcaraan untuk melaksanakan keselamatan maklumat. Antaranya, teknologi penyembunyian maklumat memainkan peranan penting dalam hal ini. Artikel ini akan memperkenalkan cara menggunakan Golang untuk melaksanakan eksperimen menyembunyikan maklumat.

2. Pengenalan kepada eksperimen menyembunyikan maklumat

Teknologi penyembunyian maklumat ialah kaedah menyembunyikan data dalam latar belakang data yang tidak konvensional atau luar biasa. Teknik ini selalunya lebih cekap dan kurang dapat dikesan daripada penyulitan kerana ia tersembunyi di antara maklumat lain. Salah satu kaedah penyembunyian maklumat yang paling biasa ialah steganografi LSB (Least Significant Bit). Dalam steganografi LSB, bit paling tidak ketara bagi setiap piksel boleh digunakan untuk menyimpan sedikit maklumat rahsia binari, sekali gus menyembunyikan maklumat rahsia dalam imej.

Dalam percubaan menyembunyikan maklumat, kami akan menggunakan bahasa pengaturcaraan Golang untuk mencipta aplikasi konsol mudah untuk menyembunyikan dan mengekstrak maklumat rahsia. Kami akan menggunakan gambar sebagai pembawa, membenamkan mesej rahsia ke dalam gambar, dan kemudian menghantar gambar dengan mesej rahsia kepada penerima. Penerima boleh menggunakan aplikasi konsol yang sama untuk mengekstrak maklumat rahsia yang tersembunyi dalam gambar.

3. Golang melaksanakan penyembunyian maklumat

Sangat mudah untuk melaksanakan steganografi LSB di Golang. Kita boleh menggunakan pakej imej Go untuk memanipulasi piksel dalam imej. Oleh kerana kami hanya membenamkan maklumat rahsia dalam piksel, kami perlu mengubah suai nilai piksel tanpa mengubah maklumat terbenam. Dari perspektif ini, kita perlu memastikan bahawa nilai piksel kekal tidak berubah semasa proses steganografi. Oleh itu, kita perlu menggunakan algoritma yang mengubah suai hanya bit paling tidak ketara bagi nilai piksel tanpa menjejaskan seluruh piksel. Di bawah adalah butiran pelaksanaan.

1. Memproses fail imej

Kita perlu mencipta fungsi yang memproses fail imej dan mengembalikan objek bitmap terlebih dahulu. Untuk mengendalikan tugas ini, kami akan menggunakan pakej imej/warna dan imej Go. imej/warna ialah perpustakaan pemprosesan warna, dan imej ialah perpustakaan untuk memproses fail imej. Di bawah ialah kod pemprosesan imej yang akan kami gunakan.

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
}

Fungsi ini membaca fail imej daripada sistem fail dan menyahkodnya menjadi peta bit. Jika fail yang ditentukan tidak wujud atau tidak boleh dinyahkod, fungsi mengembalikan ralat. Setelah kami berjaya membaca fail imej dan menyahkod fail, kami bersedia untuk meneruskan operasi berikut.

2. Sembunyikan Mesej Rahsia

Proses menyembunyikan mesej rahsia dalam imej adalah berdasarkan langkah berikut. Pertama, kita perlu menukar maklumat yang ingin kita sembunyikan ke dalam format binari. Kami kemudiannya perlu membaca setiap piksel dan memasukkan maklumat rahsia binari dalam bit yang paling tidak ketara. Untuk memasukkan maklumat rahsia ke dalam bit piksel yang paling tidak ketara, kami akan menggunakan kod 3 bahagian. Kod ini menukar nilai warna piksel ke dalam format RGBA. Kami kemudiannya akan memasukkan maklumat rahsia ke dalam bit piksel yang paling tidak ketara dan menukar format RGBA piksel itu kembali kepada nilai warna. Di bawah ialah kod untuk memasukkan mesej rahsia.

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
            }
        }
    }

Seperti yang dinyatakan di atas, kami mula-mula menukar nilai warna piksel kepada format RGBA. Untuk memudahkan kod dan meminimumkan penggunaan memori, kami menganggap bahawa nilai warna setiap piksel dalam imej ialah nilai RGBA yang unik. Kami kemudian memasukkan setiap bit perduaan maklumat rahsia ke dalam bit paling tidak ketara bagi piksel dengan menetapkan nilai bit semasa kepada bit paling kurang ketara (0 atau 1). Jika kita telah mengulangi semua maklumat rahsia selepas penyisipan, maka kita boleh keluar dari gelung dan melangkau baki lelaran.

3. Ekstrak maklumat rahsia

Proses mengekstrak maklumat rahsia agak mudah Pertama, kita perlu mendapatkan nilai RGBA piksel dan saiz peta bit. Kemudian, kita perlu membaca maklumat steganografi berdasarkan kedudukan elemen dan panjang penyahkod. Di bawah ialah kod untuk mengekstrak maklumat rahsia.

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")

Seperti yang dinyatakan di atas, sebelum mengekstrak maklumat rahsia, kita perlu menentukan panjang maklumat rahsia. Untuk melakukan ini, kami perlu menggunakan kod berikut:

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

Kami kemudian melingkari setiap piksel dan mengekstrak bit paling tidak ketara nilai RGBA dari rendah ke tinggi. Untuk meminimumkan jejak memori, kami menyimpan data dalam kepingan bait.

4. Ringkasan

Artikel ini memperkenalkan cara menggunakan Golang untuk melaksanakan eksperimen menyembunyikan maklumat. Kami mula-mula menerangkan apa itu teknologi penyembunyian maklumat dan memperkenalkan kaedah steganografi LSB yang paling biasa. Selepas itu, kami menunjukkan melalui kod contoh cara menggunakan bahasa pengaturcaraan Golang untuk mencipta aplikasi konsol mudah yang boleh digunakan untuk menyembunyikan dan mengekstrak maklumat rahsia. Melalui percubaan ini, kita dapat melihat bahawa Golang mempunyai sokongan yang sangat baik untuk pemprosesan imej dan mempunyai asas pelaksanaan yang baik untuk eksperimen menyembunyikan maklumat. Saya harap artikel ini dapat membantu pembaca dan menggalakkan penyelidik dan pembangun untuk terus meneroka potensi aplikasi teknik penyembunyian maklumat dalam sains komputer.

Atas ialah kandungan terperinci eksperimen menyembunyikan maklumat golang. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!