Стеганография в изображениях

Безопасная передача информации является важной задачей в современном цифровом мире. Одним из методов защиты информации является скрытие факта передачи сообщения. Так, произвольный текст может быть спрятан внутри публично опубликованного изображения, пользуясь избыточностью самого изображения.

Постановка задачи

Необходимо реализовать программу, которая размещает исходный текст в цифровом изображении либо получает текст из изображения, хранящего текст. Изображения рекомендуется использовать в формате хранения без потерь (напр., bmp). Один байт текста будет кодироваться в одном пикселе изображения. Так, один байт текста 10 101 010 будет расположен в пикселе изображения следующим образом:

R: 11110010
G: 00001101
B: 11001010

Алгоритм кодирования информации:

1. Загрузить изображение в память программы
2. Определить количество доступных пикселей изображения
3. Определить максимальную длину текста
4. Загружаем текст в память программы из консоли или файла
5. Если текст превышает максимально допустимую длину, сообщить об этом пользователю и завершить программу
6. Организуем цикл по байтам текста и пикселям изображения, кодируем байт текста по схеме 2-3-3 битов на каждый из каналов пикселя
7. Сохранить изображение на диск в исходном формате

Алгоритм декодирования разрабатывается похожим образом. Для чтения изображения в формате bmp используется бинарное чтение файлов, заголовок которого описан следующей структурой для 32-битной архитектуры:

#pragma pack(push, 1)
typedef struct
{
    unsigned char   b1,b2;
    unsigned long   bfSize;
    unsigned short  bfReserved1;
    unsigned short  bfReserved2;
    unsigned long   bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;

typedef struct
{
    unsigned int    biSize;
    int             biWidth;
    int             biHeight;
    unsigned short  biPlanes;
    unsigned short  biBitCount;
    unsigned int    biCompression;
    unsigned int    biSizeImage;
    int             biXPelsPerMeter;
    int             biYPelsPerMeter;
    unsigned int    biClrUsed;
    unsigned int    biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER;
#pragma pack(pop)

Требования к программе

Базово программа должна обеспечивать возможность кодирования текста из таблицы ASCII в изображении формата BMP без компрессии на стандартной палитре. В качестве усложнения программы могут быть реализованы:

• Кодирование любого текста из заранее известных кодировок (UTF-16, CP-1251, UTF-8)
• Использование других форматов изображения без потерь
• Шифрование текста перед кодированием в изображение для большей защищённости передачи информации
• Использование других схем записи байта текста в пиксель изображения, например, 1 бит текста в 1 пиксель, таким образом, кодировка является менее заметной, но существенно сокращается размер доступного для кодирования текста

Требования к отчёту

Отчёт выполняет в формате docx или odt вместе с копией на pdf. В отчёте должны присутствовать следующие части:

1. Постановка задачи
2. Теоретическое описание проблем стеганографии
3. Выбранные методы кодирования информации в выполненной работе с подробным описанием алгоритма кодирования и декодирования
4. Части программ, демонстрирующие основную моменты работы программы
5. Описание программы в части работы пользователем: вызов, аргументы, скриншоты и прочее
6. Заключение о проделанной работе

Вопросы для самопроверки

• Зачем используется #pragma pack(push, 1)?
• Как осуществляется чтение и запись бинарных файлов?
• Что такое формат хранение без потерь?
• Что из себя представляет формат bmp?
• Что такое бит/байт текста?
• Какие каналы используются для хранения информации о цвете пикселя?
• Как в программу передаются аргументы при вызове?
• Каким могут быть варианты хранения скрытого текста, кроме как в изображениях?
• Какая информация может быть скрыта?

Вопросы, которые стоит гуглить

• c++ read binary file to struct
• why i need pragma push c++
• bmp format structure
• steganography to bmp