【文章內容簡介】 組成（重復像素計數(shù)和顏色索引）；BI_RLE4：每個像素4比特的RLE壓縮編碼，壓縮格式由2字節(jié)組成BI_BITFIELDS：每個像素的比特由指定的掩碼決定。biSizeImage：說明圖像大小，以字節(jié)為單位。當用BI_RGB格式時可設置為0。biXPelsPerMeter：說明水平分辨率，用像素米表示biYPelsPerMeter：說明垂直分辨率，用像素米表示biClrUsed：說明位圖實際使用的彩色表中的顏色索引數(shù)（設為0的話，則說明使用所有調色板項）。biClrImportant：說明對圖像顯示有重要影響的顏色索引的數(shù)目，如果是0，表示都重要。對于用到調色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素顏在調色板中的索引值。對于真彩色圖，圖像數(shù)據(jù)就是實際的R、G、B值。對于2色位圖，用1位就可以表示該像素的顏色(一般0表示黑，1表示白)，所以一個字節(jié)可以表示8個像素。對于16色位圖，用4位可以表示一個像素的顏色，所以一個字節(jié)可以表示2個像素。對于256色位圖，一個字節(jié)剛好可以表示1個像素。對于真彩色圖，三個字節(jié)才能表示1個像素。要注意兩點： 第一，每一行的字節(jié)數(shù)必須是4的整倍數(shù)，如果不是，則需要補齊。第二，一般來說，BMP文件的數(shù)據(jù)從下到上，從左到右的。也就是說，從文件中最先讀到的是圖像最下面一行的左邊第一個像素，然后是左邊第二個像素……接下來是倒數(shù)第二行左邊第一個像素，左邊第二個像素……依次類推 ，最后得到的是最上面一行的最右一個像素。 基于彩色靜止圖像的信息隱藏算法基于彩色靜止圖像的信息隱藏算法[22]是一種最低有效位替換算法。最低有效位替換算法是：在隱寫前，先將欲嵌入的秘密信息轉換為比特流，然后用這個比特流取代載體圖像的最低比特位，形成新的圖像?；謴蜁r提取最低比特位即可組成秘密信息。由于最低比特位對像素值的貢獻最小，其發(fā)生變化時對圖像的影響也最小，幾乎不可察覺，故載體圖像和隱秘圖像沒有明顯差別。基于彩色靜止圖像的信息隱藏算法具體如下：（1）將待隱藏信息（以下稱簽字信號）的字節(jié)長度寫入BMP文件標頭部分的保留字節(jié)中；（2）將簽字信號轉化為二進制數(shù)據(jù)碼流；（3）將BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分的每個字節(jié)的高7位依次異或后再與上述二進制數(shù)碼流異或后的結果寫入最低位；如圖22所示： 圖22 基于彩色靜止數(shù)字圖像的信息隱藏嵌入過程（1）讀BMP文件標頭部分的保留字節(jié)值，設為L，若為0則沒有隱藏信息，終止算法；若不為0則其值為隱藏信息的字節(jié)長度；（2）將BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分的每個字節(jié)8位依次異或，并保存其結果；（3）重復第（2）步，使每8個BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分字節(jié)經過運算后組成一個隱藏信息字節(jié)；（4）重復（2）、（3）直到隱藏信息字節(jié)長度為L。如圖23所示： 圖23 基于彩色靜止數(shù)字圖像的信息隱藏提取過程可以證明，提取后的信息就是嵌入的簽字信號。以簽字信號的一個位S為例，設對應的一個位圖數(shù)據(jù)字節(jié)為X7X6X5X4X3X2X1X0，嵌入簽字信號后的位圖數(shù)據(jù)字節(jié)為X7X6X5X4X3X2X1X039。，其中：X039。 = X7⊕X6⊕X5⊕X4⊕X3⊕X2⊕X1⊕S設提取后的簽字信號為S39。，則：S39。 =X7⊕X6⊕X5⊕X4⊕X3⊕X2⊕X1⊕X039。 =(X7⊕X6⊕X5⊕X4⊕X3⊕X2⊕X1⊕X7)⊕(X6⊕X5⊕X4⊕X3⊕X2⊕X1⊕S) =(X7⊕X6⊕X5⊕X4⊕X3⊕X2⊕X1⊕X7)⊕(X6⊕X5⊕X4⊕X3⊕X2⊕X1)⊕S =S 證畢。根據(jù)以上論述，可以得出如下結論：（1）由于原始24位BMP圖像文件隱藏信息后，其數(shù)據(jù)部分字節(jié)數(shù)值最多變化為1，該字節(jié)代表的像素最多只變化了1256，所以，已隱藏信息的BMP圖像與未隱藏信息的BMP圖像，用肉眼是看不出差別的；（2）將信息直接嵌入像素RGB值的優(yōu)點是嵌入信息的容量與所選取的掩護圖像的大小成正比；（3）使用這種方法，一個大小為32 k的24位BMP圖像文件，可以隱藏約 32 k8=4k的信息（忽略文件頭不能隱藏數(shù)據(jù)的54個字節(jié)），該方法具有較高的信息隱藏率。 本章小結本章主要闡述信息隱藏的基本原理和數(shù)字圖像的文件格式以及基于彩色靜止圖像的信息隱藏算法，可以看到基于彩色靜止圖像的信息隱藏算法具有容量大、隱藏率高和不可察覺的特點，符合信息隱藏技術的要求且算法簡單易于實現(xiàn)，論文將采用此算法來實現(xiàn)信息隱藏。第3章 信息隱藏軟件設計與實現(xiàn) 引言本章將依據(jù)信息隱藏原理，采用基于彩色靜止圖像信息隱藏算法來完成軟件的需求分析、設計和編碼實現(xiàn)。其中編碼實現(xiàn)是以C++語言作為開發(fā)語言，以Visual Studio 2008為開發(fā)工具完成的。 需求分析根據(jù)軟件設計的要求，和要實現(xiàn)的功能，明確了軟件需求。劃分軟件功能模塊，建立了軟件邏輯模型。 任務概述設計要求通過對24位BMP位圖文件的空域研究，運用前文提出的基于彩色靜止數(shù)字圖像的信息隱藏算法，軟件要實現(xiàn)將秘密信息嵌入到24位BMP位圖文件中，圖像沒有可察覺的變化，且圖片屬性各項不變，還要實現(xiàn)秘密信息恢復。為滿足信息隱藏的安全特性，需對軟件的使用權限進行限制。 需求描述軟件主體模塊包括信息嵌入模塊和信息提取模塊；功能模塊有載體文件的正確選擇，待隱藏文件的正確選擇，隱秘圖像的保存，隱秘圖像的選擇，提取文件的保存。打開軟件時，出現(xiàn)登錄對話框，登錄出錯將不能加載主窗體；對用戶而言，僅可以選擇非空的BMP位圖文件作為載體圖像；選擇待隱藏文件時，各類型文件均可選取。若所選文件超出載體隱藏容量，軟件會提示待隱藏文件過大。隱藏成功后，將顯示隱藏前后圖像對比；圖像顯示，圖像能按原始大小也能適應窗口。根據(jù)算法、載體圖像和秘密信息、隱秘圖像之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系建立數(shù)據(jù)流圖模型如下：秘密信息載體圖像像素值變換記錄字節(jié)長度最低位替換隱秘圖像文件大小文件標頭像素值二進制數(shù)據(jù)碼流新文件標頭變換后像素值新像素值圖31 信息隱藏模塊數(shù)據(jù)流圖在信息隱藏過程中，秘密信息的字節(jié)長度被傳送給程序，并將其寫入圖像文件標頭的保留字節(jié)，作為隱秘圖像的標頭，載體圖像的圖像數(shù)據(jù)先經過變換再與二進制數(shù)據(jù)碼流異或，結果寫入字節(jié)最低位。形成新的值作為隱秘圖像的圖像數(shù)據(jù)部分。 秘密信息長度 判斷讀取字節(jié)長度像素值變換隱秘圖像文件數(shù)據(jù)字節(jié)長度二進制數(shù)據(jù)碼流文件標頭像素值圖32 信息恢復模塊數(shù)據(jù)流圖提取隱藏信息時，程序讀取隱秘圖像的標頭保留字節(jié)等到隱藏信息字節(jié)長度，隱秘圖像數(shù)據(jù)經變換轉化為隱藏信息二進制碼，當二進制碼達到隱藏文件字節(jié)長度時停止算法，保存隱藏文件。 軟件設計根據(jù)各模塊之間的聯(lián)系，完成了體系結構設計。然后根據(jù)各模塊功能，完成詳細設計。依托主窗體將各模塊聯(lián)系起來，完成整個軟件的編碼實現(xiàn)。 軟件結構設計根據(jù)軟件要實現(xiàn)的功能將軟件劃分為以下模塊：文件加載模塊、文件保存模塊、圖像顯示模塊、信息嵌入模塊、信息提取模塊和用戶登錄模塊。根據(jù)模塊之間的聯(lián)系建立軟件結構圖，如圖33所示： 信息隱藏和恢復圖像顯示信息提取加載位圖圖像文件保存信息嵌入文件加載加載待隱藏文件圖33 軟件結構圖 詳細設計本設計用24位BMP位圖作為載體，圖片文件的度量單位是由像素點構成，許多不同顏色值的像素點組合在一起就可以構成一張圖片，在對圖片文件進行操作時就是以像素點為基本單位進行操作，將信息隱藏在像素點中，像素點是由8位二進制值組成，只要將信息隱藏到二進制中就可以，本設計采用最低有效位替換法，將像素值高7位依次異或再與秘密信息二進制數(shù)據(jù)流異或后寫入最低位。詳細的步驟如下：（1）打開載體圖片文件；（2）將秘密信息字節(jié)長度寫入文件標頭保留字節(jié)；（3）提取每個像素點的信息值，各字節(jié)高7位異或；（4）高7位異或結果與秘密信息二進制數(shù)據(jù)流異或；（5）異或結果寫入最低位，保存隱秘圖像；信息隱藏程序流程圖如下：開始信息長度寫入文件標頭保留字節(jié)圖像數(shù)據(jù)各字節(jié)高7位依次異或結束秘密信息長度是否超過圖像容量提示待隱藏文件過大YNNY打開載體圖像與秘密信息二進制數(shù)據(jù)流異或二進制數(shù)據(jù)流結束？寫入最低位保存隱秘圖像打開隱藏文件圖34 信息隱藏流程圖（1）提取過程是信息隱藏的逆過程，具體步驟如下：（2）打開所要提取隱藏信息的圖片文件；（3）讀文件標頭保留字節(jié)值L，判斷有無隱藏信息；（4）圖像數(shù)據(jù)每個字節(jié)8位依次異或，并保存其結果；（5）每8個圖像數(shù)據(jù)部分字節(jié)經運算后組成一個隱藏信息字節(jié)；（6）重復4步直到隱藏信息字節(jié)長為L；信息提取程序流程圖如下：開始讀取文件標頭保留字節(jié)值L圖像數(shù)據(jù)各字節(jié)8位依次異或結束是否達到隱藏信息字節(jié)長L？YNNY打開隱秘圖像L=0？保存異或結果，組成隱藏信息字節(jié)保存隱藏信息圖35 信息提取程序流程圖打開軟件時彈出登錄對話框，輸入正確的用戶名和密碼顯示主窗體，否則關閉對話框不顯示主窗體。程序流程圖如下：登錄開始結束輸入用戶名、密碼用戶名密碼是否正確打開主窗體NY圖36 登錄模塊流程圖 程序實現(xiàn)該模塊實現(xiàn)文件的待隱藏文件和圖像文件的打開路徑選擇，文件選擇，文件加載。包含位圖文件載入和嵌入文件載入兩部分，主要函數(shù)代碼如下：（1）嵌入文件載入主要代碼： CFile cf。 if( !( pszFilename, CFile::modeRead ) ) return( FALSE )。 DWORD dwFileSize。 dwFileSize = ()。 獲取文件字節(jié)長度 embfile_size = dwFileSize。 unsigned char *pFile。 pFile = new unsigned char [dwFileSize]。 ( pFile, dwFileSize )。 將文件中內容讀入數(shù)組，解下來就開始嵌入操作 m_pFile = pFile。 q = pFile。 記錄下位置 return true。（2）位圖載入函數(shù)載入位圖時首先讀取文件標頭，讀取保留字節(jié)判斷是否有隱藏信息，主要代碼如下： if( m_pDib != NULL ) delete m_pDib。 if ( != 0) 含有隱藏信息，保存其大小 { if ( == 0) embfile_size = 。 else embfile_size = + 65535。 }接下來讀取圖像數(shù)據(jù)，代碼如下： if( m_nPaletteEntries != 0 ) { LOGPALETTE *pLogPal = (LOGPALETTE *) new char [sizeof(LOGPALETTE)+ m_nPaletteEntries*sizeof(PALETTEENTRY)]。 if( pLogPal != NULL ) { pLogPalpalVersion = 0x300。 pLogPalpalNumEntries = m_nPaletteEntries。 for( int i=0。 im_nPaletteEntries。 i++ ) { pLogPalpalPalEntry[i].peRed = m_pPalette[i].rgbRed。 pLogPalpalPalEntry[i].peGreen = m_pPalette[i].rgbGreen。 pLogPalpalPalEntry[i].peBlue = m_pPalette[i].rgbBlue。 } ( pLogPal )。 delete [] pLogPal。 } } m_BitCount = 24。 24位位圖 p = m_pDibBits。 指向位圖數(shù)據(jù)的指針，用來執(zhí)行處理操作用 bitmap_size = m_dwDibSize (m_pDibBits m_pDib)。真正的位圖數(shù)據(jù)大小（即除頭結構外） tag = 。 return( TRUE )。}該模塊完成位圖保存和隱藏文件保存功能。（1）位圖保存代碼如下：BOOL CBMPHider::Save( const char *pszFilename ) 保存含有隱藏信息的bmp{ if( m_pDib == NULL ) return( FALSE )。 CFile cf。 if( !( pszFilename, CFile::modeCreate | CFile::modeWrite ) ) return( FALSE )。 try { BITMAPFILEHEADER BFH。 memset( amp。BFH, 0, sizeof( BITMAPFILEHEADER ) )。 = 39。MB39。 = sizeof( BITMAPFILEHEADER ) + m_dwDibSize。 = sizeof( BITMAPFILEHEADER ) + sizeof( BITMAPINFOHEADER ) + m_nPaletteEntries * sizeof( RGBQUAD )。 if (embfile_size = 65535) （2）隱藏文件保存void CBMPHider::SavePic