public Container(ref PreparedData data, Point[] selectedPoints, Point[] NotSelectedPoints, int x, int y, int xSize, int ySize)
{
if (selectedPoints != null)
{
this.points_Checked = new General.Point[selectedPoints.Length];
for (int i = 0; i < selectedPoints.Length; i++)
{
this.points_Checked[i] = new General.Point(selectedPoints[i].x + x, selectedPoints[i].y + y);
}
this.sumBits_Checked = getSumBits(this.points_Checked, ref data);
}
if (NotSelectedPoints != null)
{
this.points_NotChecked = new General.Point[NotSelectedPoints.Length];
for (int i = 0; i < NotSelectedPoints.Length; i++)
{
this.points_NotChecked[i] = new General.Point(NotSelectedPoints[i].x + x, NotSelectedPoints[i].y + y);
}
this.sumBits_NotChecked = getSumBits(this.points_NotChecked, ref data);
}
this.xSize = xSize;
this.ySize = ySize;
}
public Container(int x1, int y1, int x2, int y2, ref PreparedData data)
{
this.top = new Point(x1, y1); // верхняя левая точка контейнера
this.bottom = new Point(x2, y2); // верхняя правая точка контейнера
sumBits = getSumBits(this.top, this.bottom, ref data); // получаем "сумму по модулю" всех бит контейнера
}
public void Coder(ref PreparedData data, int xSize, int ySize)
{
int calContainers = (data.img.Width / xSize); // получаю количество контейнеров по оси Х
int rowContainers = (data.img.Height / ySize); // получаю количество контейнеров по оси Y
int numberOfContainers = rowContainers * calContainers; // Получаю общее количество контейнеров
if (numberOfContainers < data.msgBits.Length) // проверяю возможность внедрении информации относительно размеров контейнеров и длины сообщения
{
throw new Exception("Не достаточно места для хранения информации. Измените размер контейнера или длину сообщения");
}
Container[] containers = new Container[data.msgBits.Length]; // формирую массив контейнеров (по одномерному должно работать быстрее) Длинной в сообщение
// формирую блоки и считаю их контрольные суммы
getContainers(ref data, ref containers, xSize, ySize, calContainers, rowContainers, data.msgBits.Length);
// начинаем заполнять блоки информацией
int index = 0;
while (index < containers.Length)
{
if (containers[index].sumBits != data.msgBits[index])
{
//Console.WriteLine("Container #{0}: Changed from {1} to {2}", index, containers[index].sumBits, msgBits[index]);
containers[index].updateValue(data.msgBits[index], ref data);
}
index++;
}
data.imgCoded = Utils.setColorChanel(ref data);
}
public string Decrypt(ref PreparedData data, string start, int offset = 0)
{
start = Information.key;
BitArray startBits = new BitArray(Encoding.UTF8.GetBytes(start)); // введенные пользователем
BitArray startBitsFromImage = new BitArray(startBits.Length); // из изображения
int m = 0; // по у
int n = 0; // по х
int limit = start.Length; // граница считывания
string result = getInformation(ref data, ref m, ref n, limit, offset); // ключ
if (!result.Equals(start)) throw new Exception("We don't have information here, or key not valid");
limit += (32 / 8);
string length = getInformation(ref data, ref m, ref n, limit, offset); // длина сообщения (дает с мусором)
limit += Convert.ToInt32(length);
string message = getInformation(ref data, ref m, ref n, limit, offset); // сообщение
Information.msg = message;
return message;
}
public void Coder(ref PreparedData data, General.Point[] selectedPoints, General.Point[] NotSelectedPoints, int xSize, int ySize)
{
int colContainers = (data.img.Width / xSize); // получаю количество контейнеров по оси Х
int rowContainers = (data.img.Height / ySize); // получаю количество контейнеров по оси Y
int numberOfContainers = rowContainers * colContainers; // Получаю общее количество контейнеров
if (numberOfContainers < data.msgBits.Length) // проверяю возможность внедрении информации относительно размеров контейнеров и длины сообщения
{
throw new Exception("Не достаточно места для хранения информации. Измените размер контейнера или длину сообщения");
}
Methods.Block_Different_Shape.Container[] containers = new Methods.Block_Different_Shape.Container[data.msgBits.Length]; // формирую массив контейнеров (по одномерному должно работать быстрее) Длинной в сообщение
getContainers(ref data, ref containers, selectedPoints, NotSelectedPoints, xSize, ySize, rowContainers, colContainers, containers.Length);
// начинаем заполнять блоки информацией
int index = 0;
while (index < containers.Length)
{
if (containers[index].points_NotChecked == null || containers[index].points_Checked == null)
{
if (containers[index].points_NotChecked == null)
{
if (containers[index].sumBits_Checked != data.msgBits[index])
{
containers[index].updateValue(data.msgBits[index], false, ref data);
}
}
else
{
if (containers[index].sumBits_NotChecked != data.msgBits[index])
{
containers[index].updateValue(data.msgBits[index], true, ref data);
}
}
}
else
{
if(index % 2 == 0 && containers[index].sumBits_Checked != data.msgBits[index])
{
containers[index].updateValue(data.msgBits[index], Convert.ToBoolean(index % 2), ref data);
}
else if(index % 2 == 1 && containers[index].sumBits_NotChecked != data.msgBits[index])
{
containers[index].updateValue(data.msgBits[index], Convert.ToBoolean(index % 2), ref data);
}
}
index++;
}
data.imgCoded = Utils.setColorChanel(ref data);
}
public bool getSumBits(Point[] points, ref PreparedData data)
{
bool sum = false;
// полходим по всему контейнеру
for (int i = 0; i < points.Length; i++)
{
char[] colorBits = Convert.ToString(data.imgChanel[points[i].y][points[i].x], 2).ToCharArray(); // переводим текущую цветовую компоненту в двоичный вид
if (colorBits[colorBits.Length - 1] == '1') // если последний бит единица
{
sum ^= true; // складываем с единицей
}
else
{
sum ^= false; // складываем с нулем
}
}
return sum;
}
// обновление значения "суммы по модулю"
public void updateValue(bool value, ref PreparedData data)
{
// случайным образом выбираем позицию в контейнере
Random rnd = new Random();
int x = rnd.Next(this.top.x, this.bottom.x);
int y = rnd.Next(this.top.y, this.bottom.y);
char[] colorBits = Convert.ToString(data.imgChanel[y][x], 2).ToCharArray(); // переводим текущую цветовую компоненту в 2й вид
if (colorBits[colorBits.Length - 1] == '1') // если последний бит единица
{
colorBits[colorBits.Length - 1] = '0'; // записываем в объект 1
}
else
{
colorBits[colorBits.Length - 1] = '1'; // записываем в объект 0
}
data.imgChanel[y][x] = Convert.ToInt32(new string(colorBits), 2); // записываем обновленное значение цветовой компоненты в цветовом канале
sumBits = value; // обновляем значение в объекте контейнера
}
public bool getSumBits(Point top, Point bottom, ref PreparedData data)
{
bool sum = false;
// полходим по всему контейнеру
for (int y = top.y; y < bottom.y; y++)
{
for (int x = top.x; x < bottom.x; x++)
{
char[] colorBits = Convert.ToString(data.imgChanel[y][x], 2).ToCharArray(); // переводим текущую цветовую компоненту в двоичный вид
if (colorBits[colorBits.Length - 1] == '1') // если последний бит единица
{
sum ^= true; // складываем с единицей
}
else
{
sum ^= false; // складываем с нулем
}
}
}
return sum;
}
public void Encrypt(ref PreparedData data, int offset = 0)
{
Console.WriteLine("Message length including offset {0}", data.msgBits.Length * (offset + 1));
if (data.img.Height * data.img.Width < data.msgBits.Length * (offset + 1)) throw new Exception("Не достаточно места для сокрытия данных");
int m = 0;
int n = 0;
while (m < data.img.Height)
{
n = n - data.imgChanel[m].Length;
if (n % data.imgChanel[m].Length == 0) n = 0;
while (n < data.img.Width)
{
if (((m * data.img.Width + n) / (offset + 1)) >= data.msgBits.Length)
{
data.imgCoded = Utils.setColorChanel(ref data);
return; // нужно присмотреться
}
char[] colorBits = Convert.ToString(data.imgChanel[m][n], 2).ToCharArray();
if (data.msgBits[((m * data.img.Width + n) / (offset + 1))])
{
colorBits[colorBits.Length - 1] = '1';
}
else
{
colorBits[colorBits.Length - 1] = '0';
}
data.imgChanel[m][n] = Convert.ToInt32(new string(colorBits), 2);
n += offset + 1;
}
m++;
}
}
private void getContainers(ref PreparedData data, ref Container[] containers, int xSize, int ySize, int calContainers, int rowContainers, int limit, int startFrom = 0)
{
int index = 0; // индекс в контейнера
int yStart = 0;
int xStart = 0;
if(startFrom > 0)
{
yStart = startFrom / calContainers;
xStart = startFrom % calContainers;
}
for (int y = yStart * ySize; y < ySize * rowContainers && index < limit; y += ySize)
{
for (int x = xStart * xSize; x < xSize * calContainers && index < limit; x += xSize)
{
containers[index] = new Container(x, y, (x + xSize) - 1, (y + ySize) - 1, ref data); // берем текущие кооридинаты и координаты, смещенные относительно
index++;
}
xStart = 0;
}
}
private string getInformation(ref PreparedData data, ref int m, ref int n, int limit, int offset = 0)
{
int k = 0; // итератор по данным
BitArray hiddenData = new BitArray(limit * 8);
while(m < data.img.Height) {
if (n - data.imgChanel[m].Length > 0) n = n - data.imgChanel[m].Length;
if (n % data.imgChanel[m].Length == 0) n = 0;
while(n < data.img.Width) {
if (((m * data.img.Width + n) / (offset + 1)) >= (limit * 8))
{
byte[] hiddenDataBytes = new byte[limit];
hiddenData.CopyTo(hiddenDataBytes, 0);
return Encoding.UTF8.GetString(hiddenDataBytes); // изменить
}
char[] bitsOfColorComponent = Convert.ToString(data.imgChanel[m][n], 2).ToCharArray(); // переводим текущу. цветовую компоненту в 2й вид
if (bitsOfColorComponent[bitsOfColorComponent.Length - 1] == '1') // если последний бит единица
{
hiddenData[k] = true; // записываем в объект 1
}
else
{
hiddenData[k] = false; // записываем в объект 0
}
n += offset + 1; // сдвигаем указатель дальше
k++;
}
m++;
}
return null;
}
public string Decoder(ref PreparedData data, int xSize, int ySize, string start)
{
string message = null;
int startFrom = 0;
BitArray startBits = new BitArray(Encoding.UTF8.GetBytes(start)); // введенные пользователем
BitArray startBitsFromImage = new BitArray(startBits.Length); // из изображения
int calContainers = (data.img.Width / xSize); // получаю количество контейнеров по оси Х
int rowContainers = (data.img.Height / ySize); // получаю количество контейнеров по оси Y
int numberOfContainers = rowContainers * calContainers; // Получаю общее количество контейнеров
int limit = start.Length * 8; // граница считывания
int index = 0;
// ключ
// формирую блоки и считаю их контрольные суммы
message = getDecodedInfo(ref data, xSize, ySize, calContainers, rowContainers, ref startFrom, limit, ref index);
Console.WriteLine("Ключ: {0}", message);
if(!message.Equals(start)) throw new Exception("Информация не найдена или ключ не верен");
limit = 32;
message = getDecodedInfo(ref data, xSize, ySize, calContainers, rowContainers, ref startFrom, limit, ref index);
Console.WriteLine("Длина: {0}", message);
limit = Convert.ToInt32(message) * 8;
message = getDecodedInfo(ref data, xSize, ySize, calContainers, rowContainers, ref startFrom, limit, ref index);
Console.WriteLine("Сообщение: {0}", message);
Information.msg = message;
return message;
}
static void Main(string[] args)
{
// Отладка. Замер времени выполнения
Stopwatch sw = new Stopwatch();
// Входные данные
Information.msg = "Helloooooworld----------F**K";
Information.key = "Nachalo";
Information.imgPath = @"C:\Users\Евгений\Pictures\check-in-minion-BMP.bmp";
Information.colorChanel = "B";
Information.container.xSize = 128;
Information.container.ySize = 128;
// Обработка входных данных
// Явное преобразование регистра цветовой компоненты
Information.colorChanel = Information.colorChanel.ToUpper();
// Преобразование секретного сообщения в массив бит
BitArray msgBit = new BitArray(Encoding.UTF8.GetBytes(Information.msg));
// Получение изобрадения по выбранному цветовому каналу
Bitmap img = new Bitmap(Information.imgPath, true);
// Вывод информации о входных данных
Console.WriteLine("Шифруемое сообщение: {0}", Information.msg);
Console.WriteLine("Количество бит в сообщении: {0}", msgBit.Length);
Console.WriteLine("Размер изображения: {0}х{1}", img.Width, img.Height);
Console.WriteLine("Количество пикселей в изображении: {0}", img.Width * img.Height);
Console.WriteLine("Размер контейнера: {0}x{1}", Information.container.xSize, Information.container.ySize);
Console.WriteLine("Количество пикселей в контейнере: {0}", Information.container.xSize * Information.container.ySize);
//// Замер времени выполнения
//Console.WriteLine();
//Console.WriteLine("Получение цветового канала...");
//sw.Start();
//int[][] imgChanel = Utils.getColorChanel(img, Information.colorChanel);
//sw.Stop();
//Console.WriteLine("Затрачено времени: {0}", sw.Elapsed);
//sw.Reset();
PreparedData data = new PreparedData("code");
LeastSignificantBit lsb = new LeastSignificantBit();
string decrypt_message;
lsb.Encrypt(ref data, 0);
decrypt_message = lsb.Decrypt(ref data, Information.key, 0);
//Block blockMethod = new Block();
//blockMethod.Coder(ref data, 10, 10);
//blockMethod.Decoder(ref data, 10, 10, "Nachalo");
Console.WriteLine("Message is \"{0}\"", decrypt_message);
// Чего потеря в весе почти в 2 раза?
// #1 Отсутствие метаданных изображения
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Запись обработанного цветового канала...");
sw.Start();
// Utils.setColorChanel(img, data.imgChanel, Information.colorChanel).Save(@"C:\Users\Евгений\Pictures\check-in-minion2.bmp");
sw.Stop();
Console.WriteLine("Затрачено времени: {0}", sw.Elapsed);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Выполнено");
Console.ReadLine();
}
private string getDecodedInfo(ref PreparedData data, int xSize, int ySize, int calContainers, int rowContainers, ref int startFrom, int limit, ref int index)
{
startFrom += index;
BitArray hiddenData = new BitArray(limit); // считанные данные;
byte[] hiddenDataBytes = new byte[limit / 8];;
Container[] containers = new Container[hiddenData.Length];
// формирую блоки и считаю их контрольные суммы
getContainers(ref data, ref containers, xSize, ySize, calContainers, rowContainers, hiddenData.Length, startFrom);
index = 0;
while (index < hiddenData.Length)
{
hiddenData[index] = containers[index].sumBits;
index++;
}
hiddenData.CopyTo(hiddenDataBytes, 0);
return Encoding.UTF8.GetString(hiddenDataBytes); // расшифрованные данные
}
private void button_Decode_Click(object sender, EventArgs e)
{
int row;
int col;
try
{
row = Convert.ToInt32(textBox_Block_Diff_M.Text);
col = Convert.ToInt32(textBox_Block_Diff_N.Text);
}
catch (Exception)
{
MessageBox.Show("В полях размера блока введены недопустимые символы");
return;
}
string colorComponent = "R";
if (radioButton_Red.Checked) colorComponent = "R";
else if (radioButton_Green.Checked) colorComponent = "G";
else if (radioButton_Blue.Checked) colorComponent = "B";
Regex pattern = new Regex(@"^\s*\d+\s*$");
if (pattern.IsMatch(textBox_Offset.Text) && pattern.IsMatch(textBox_M.Text) && pattern.IsMatch(textBox_N.Text) && Image_Default.Image != null)
{
string xSize;
string ySize;
if (radioButton_Block_Method.Checked)
{
xSize = textBox_M.Text;
ySize = textBox_N.Text;
}
else
{
xSize = textBox_Block_Diff_M.Text;
ySize = textBox_Block_Diff_N.Text;
}
Utils.initialize(imgPath, richTextBoxKey.Text, colorComponent, (textBox_Offset.Text.Length == 0 ? 0 : Convert.ToInt32(textBox_Offset.Text)), (xSize.Length == 0 ? 0 : Convert.ToInt32(xSize)), (ySize.Length == 0 ? 0 : Convert.ToInt32(ySize)));
data = new PreparedData("decode");
if (Utils.checkFields("decode"))
{
MessageBox.Show("Одно или более полей - пустые");
return;
}
//try
//{
if (radioButtonLSB_Static.Checked)
{
Methods.LeastSignificantBit lsb = new Methods.LeastSignificantBit();
message_box.Text = lsb.Decrypt(ref data, Information.key, Information.offset);
}
else if (radioButton_Block_Method.Checked)
{
Methods.Block.Block block = new Methods.Block.Block();
message_box.Text = block.Decoder(ref data, Information.container.xSize, Information.container.ySize, Information.key);
}
else if (radioButton_Block_Different_Shape.Checked)
{
Methods.Block_Different_Shape.Block_Different_Shape block = new Methods.Block_Different_Shape.Block_Different_Shape();
General.Point[] selectedPoints = null;
General.Point[] notSelectedPoints = null;
General.Utils.getShapePoints(row, col, boxes, out selectedPoints, out notSelectedPoints);
message_box.Text = block.Decoder(ref data, selectedPoints, notSelectedPoints, Information.container.xSize, Information.container.ySize, Information.key);
}
//}
//catch (Exception msg)
//{
// MessageBox.Show("Произошли проблемы при шифровании.\n " + msg.Message);
// return;
//}
MessageBox.Show("Дешифрирование прошло успешно");
}
}
private void getContainers(ref PreparedData data, ref Methods.Block_Different_Shape.Container[] containers, General.Point[] selectedPoints, General.Point[] NotSelectedPoints, int xSize, int ySize, int rowContainers, int colContainers, int limit, int startFrom = 0)
{
int index = 0; // индекс контейнера
int yStart = 0;
int xStart = 0;
if (startFrom > 0)
{
yStart = startFrom / colContainers;
xStart = startFrom % colContainers;
}
for (int y = yStart * ySize; y < ySize * rowContainers && index < limit; y += ySize)
{
for (int x = xStart * xSize; x < xSize * colContainers && index < limit; x += xSize)
{
containers[index] = new Methods.Block_Different_Shape.Container(ref data, selectedPoints, NotSelectedPoints, x, y, xSize, ySize); // берем текущие кооридинаты и координаты, смещенные относительно
index++;
}
xStart = 0;
}
}
public void updateValue(bool value, bool block, ref PreparedData data)
{
Point[] points;
if (block) points = this.points_NotChecked;
else points = this.points_Checked;
// случайным образом выбираем позицию в контейнере
Random rnd = new Random();
int i = rnd.Next(points.Length);
char[] colorBits = Convert.ToString(data.imgChanel[points[i].y][points[i].x], 2).ToCharArray(); // переводим текущую цветовую компоненту в 2й вид
if (colorBits[colorBits.Length - 1] == '1') // если последний бит единица
{
colorBits[colorBits.Length - 1] = '0'; // записываем в объект 1
}
else
{
colorBits[colorBits.Length - 1] = '1'; // записываем в объект 0
}
data.imgChanel[points[i].y][points[i].x] = Convert.ToInt32(new string(colorBits), 2); // записываем обновленное значение цветовой компоненты в цветовом канале
if(block) sumBits_NotChecked = value; // обновляем значение в объекте контейнера
else sumBits_Checked = value; // обновляем значение в объекте контейнера
}
// Нужно исправить, чтобы уменьшить количество кода и условий
public static Bitmap setColorChanel(ref PreparedData data)
{
Bitmap img = new Bitmap(data.img);
Color pixel;
for (int i = 0; i < data.img.Height; i++)
{
for (int j = 0; j < data.img.Width; j++)
{
pixel = img.GetPixel(j, i);
Color newPixel = setToChanel(pixel, data.imgChanel, i, j, Information.colorChanel);
img.SetPixel(j, i, newPixel);
// Here Can be implemented progress bar
}
}
return img;
throw new Exception("Недопустимая цветовая компонента. Возможные варианты - R, G, B");
}
