Steganography. Hiding text in a picture in Python.

Вступление

Вшить текст в картинку нам поможет стеганография. Но что это такое?

Стеганография является ответвлением от криптографии, но тут мы не просто шифруем информацию вследствие чего мы можем понять что текст зашифрован как тут: YmlnIGJyb3RoZXIgaXMgd2F0Y2hpbmcgeW91, а прячем сам факт такой передачи. Все это значит что даже в обычную картинку можно спрятать текст, и сейчас я вам покажу разницы между ними, по крайне мере для обычного человеческого глаза - нет.

сырое изображение:​

изображение с вшитым текстом:

​

Думаю вы даже и не заметили изменений, тут даже не меняется формат и разрешение. Теперь когда я вас ввел в курс дела, можно перейти к теоретической части.

Как текст вставляется картинку?

Будем разбирать на самом популярном и простом методе стеганографии - LSB (Least Significant Bit) или наименьший значащий бит. Не бойтесь таких определений, сейчас я расскажу принцип работы как можно легче.


Начнем из далека, у каждой картинки есть своя цветовая модель и их существует достаточно много (RGB, RGBА, CMYK, HSB), для работы я возьму RGB (она включает красный, зеленый и синий каналы). Так как в нашей цветовой модели 3 канала, то и в 1 пикселе нашего изображения будет 3 байт. То есть 1 пиксель нашей пикчи будет нести в себе следующую информацию:

Красный канал: 10001000
Зеленый канал: 01111011
Синий канал: 10010010​

Ну и как же можно всунуть информацию, если ты хоть 1 цифру поменяешь и пиксель измениться в цвете? Метод LSB решает эту проблему тем, что берет наименьшие значащие биты и заменяет их на биты нашего сообщения. (Мы возьмем последние 2)

В пример возьмем числа 500.000 и 500.000, думаю вы согласитесь что если прибавить число 38 ко второму, то особо ничего не измениться, но разница уже будет.

​

Такой же принцип мы будем использовать для замены последних битов пикселей. Возьмем двоичную версию нашего сообщения:

"The story of a young programmer, Elliot, who suffers from social anxiety and decides that the only acceptable way for him to interact with people is to become a hacker. Thus, he quickly finds himself in the very place where the interests of his employer, a cybersecurity firm, intersect and the underground organizations that are trying to recruit him with the aim of bringing down the most powerful American corporations."
/
1010100 1101000 1100101 100000 1110011 1110100 1101111 1110010 1111001 ....... 100000 1100011 1101111 1110010 1110000 1101111 1110010 1100001 1110100 1101001 1101111 1101110 1110011 101110

(Сократил полную версию бинарной версии текстa.)​

Берем первый байт пикселя и нашего текста, получим в итоге:

байт пикселя пикчи: 10001000 (фиолетовым выделены наименее значимые биты в которые мы будет вставлять фиолетовую часть битов текста снизу)
байт текста: 1010100 (фиолетовым выделены биты которые мы хотим вставить)

Tеперь просто вставляем в часть бита пикселя биты текста и получаем: 10001010 (мы уже внесли пусть и маленькую, но часть нашего сообщения с минимальным визуальным изменением пикселя)

Теперь меняем байт пикселя на следующий, но продолжаем вставлять биты того же байта текста

имеем:

байт пикселя пикчи: 01111011
байт текст остался тот же: 1010100

получаем: 01111010

спустя пару итераций получим: 10001010 01111010 1101010 11001101 1110110 1111010 1110100 1110011 1110100 1100110 1100111(зачеркнуто так как это уже часть пробела).......

Соединим последние 2 бита каждого байта и получим: 1010100 1101000 1100101

​

В итоге мы смогли спрятать первое слово в байтах пикселей картинки при минимальных, незаметных визуальных изменениях!
Думаю теперь мы разобрали как это работает, но это сухая теория, нужно сделать реализацию всего этого: в этом нам поможет python

Реализация на python

Думаю когда речь заходит о программах на этом ЯП то тут нельзя без библиотек, в нашей реализации мы используем всего лишь одну либу: stegano.

для начала установим нашу библиотеку (в ней много зависимостей, а также на версии питона 3.12 не ставится, лучше ставьте на более ранних версиях: 3.9; 3.8):

pip install stegano

и пропишем следующий код (работает только с png):

from stegano import lsb


def hide_text_to_image():
text = "The story of a young programmer, Elliot, who suffers from social anxiety and decides that the only acceptable way for him to interact with people is to become a hacker..."
hide_obj = lsb.hide("keka.png", text)
hide_obj.save("hide_keka.png")

def reveal_image():
text = lsb.reveal("hide_keka.png")
print(text)


if __name__ == "__main__":
hide_text_to_image()
reveal_image()

Python

from stegano import lsb





def hide_text_to_image():

    text = "The story of a young programmer, Elliot, who suffers from social anxiety and decides that the only acceptable way for him to interact with people is to become a hacker..."

    hide_obj = lsb.hide("keka.png", text)

    hide_obj.save("hide_keka.png")



def reveal_image():

    text = lsb.reveal("hide_keka.png")

    print(text)





if __name__ == "__main__":

    hide_text_to_image()

    reveal_image()

Тут все достаточно просто, импортируем из stegano модуль lsb. Позже вызываем метод lsb.hide() с параметрами: исходной картинки и сообщения.
Потом сохраняем объект: lsb.save() с параметром нового имени изображения.
Метод lsb.reveal() с параметром названия пикчи возвращает текст изображения.


Теперь разберем что делать с jpg файлами:

код:

from stegano import exifHeader


def hide_text_to_image():
text = "The story of a young programmer, Elliot, who suffers from social anxiety and decides that the only acceptable way for him to interact with people is to become a hacker..."
hide_obj = exifHeader.hide("keka.jpg", "hide_keka.jpg", text)


def reveal_image():
text = exifHeader.reveal("hide_keka.jpg")
print(text.decode())

if __name__ == "__main__":
hide_text_to_image()

Python

from stegano import exifHeader





def hide_text_to_image():

    text = "The story of a young programmer, Elliot, who suffers from social anxiety and decides that the only acceptable way for him to interact with people is to become a hacker..."

    hide_obj = exifHeader.hide("keka.jpg", "hide_keka.jpg", text)





def reveal_image():

    text = exifHeader.reveal("hide_keka.jpg")

    print(text.decode())

   

if __name__ == "__main__":

    hide_text_to_image()

Тут уже другой модуль - exifHeader.
Чтобы засунуть текст вызываем метод exifHeader.hide() с параметрами имени исходной картинки, названия новой и текстом сообщения.
Декодинг проходит также через reveal(), но полученный текст нужно декодировать функцией decode().

Прячем текст с ключём

Есть более продвинутая библиотека которая нам с этим поможет: steganocryptopy.

Пишем в терминал:

pip install wheel steganocryptopy

И пишем следующий код:

from steganocryptopy.steganography import Steganography


def crypt_text():
Steganography.generate_key("")

secret_obj = Steganography.encrypt("key.key", "pathfile.png", "yourtext.txt")
secret_obj.save("hideobj.png")


def decrypt_text():
decrypt = Steganography.decrypt("key.key", "hideobj.png")
print(decrypt)


if __name__ == "__main__":
crypt_text()
decrypt_text()

Python

from steganocryptopy.steganography import Steganography





def crypt_text():

    Steganography.generate_key("")



    secret_obj = Steganography.encrypt("key.key", "pathfile.png", "yourtext.txt")

    secret_obj.save("hideobj.png")





def decrypt_text():

    decrypt = Steganography.decrypt("key.key", "hideobj.png")

    print(decrypt)

   



if __name__ == "__main__":

    crypt_text()

    decrypt_text()

Импортируем модуль Steganography. Методом generate_key("") генерируем ключ без которого будет невозможно получить содержимое картинки(он появляется в папке нашей проги). encrypt() принимает в себя путь ключа, путь картинки, и наш текст в файле .txt. save() сохраняет нашу картинку и принимает в себя название картинки.
decrypt() же декодит наше сообщение с нашим ключом и картинкой.

Заключение

Сегодня мы поняли что такое стеганография, как зашифровать текст в картинку с ключом и без на python.

(Форумчане, пожалуйста напишите конструктивную критику моей статьи, а так всем желаю всего хорошего) ​