寻找一种使用键对图像进行按位异或的方法

Question

我正在寻找使用密钥加密图像的方法，第一个输入应该是这样的图像：

第二个输入如下所示： key = "01010100 01110010 10101110 01110001 10110000 01100001 01010010 10110001 10110011 10110011 10000000 01011100 01010010 01011100 11010011 00011000 10100100"（或者我可以将其转换为另一种类型，但这是我的原始数据）

异或后 image^key 输出应如下所示：

到目前为止我尝试了什么？

import cv2
import numpy as np
 
demo = cv2.imread("koala.jpeg")
key = "01010100 01110010 10101110 01110001 10110000 01100001 01010010 10110001 10110011 10110011 10000000 01011100 01010010 01011100 11010011 00011000 10100100"
r, c, t = demo.shape

 

 
 
encryption = cv2.bitwise_xor(demo, key) # encryption
decryption = cv2.bitwise_xor(encryption, key) # decryption
 
cv2.imshow("encryption", encryption) # Display ciphertext image
cv2.imshow("decryption", decryption) # Display the decrypted image
 
cv2.waitKey(-1)
cv2.destroyAllWindows()

这是输出：

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/kemal/Documents/Python/pyImage/xor.py", line 10, in <module>
    encryption = cv2.bitwise_xor(demo, key) # encryption
TypeError: Expected Ptr<cv::UMat> for argument 'src2'

我的问题是，对我的图像和密钥进行异或运算的正确方法是什么？

现在我已经成功加密了两张图片，但是当我想用密钥加密我的图片时，它不起作用。

实际上我知道这是错误的加密方法，也许我可以尝试将我的密钥转换为图像，但我相信有一种正确的方法可以做到这一点，我想学习。感谢您提供任何帮助。

如果此库不是执行此加密的正确方法，我也可以更改库并使用其他库，没有任何限制。对我来说唯一重要的是输入和输出。

感谢您的帮助。

Answer 1

以下Python程序：

显示原图，

按键后显示加密图像，

按键后显示解密图像，

按下一个键后删除所有图像。

请注意，根据图像的大小，每次加密和解密可能需要几秒钟。

import cv2
import numpy as np
from numpy import random

# Load original image
demo = cv2.imread(<path to jpeg>)
r, c, t = demo.shape

# Display original image
cv2.imshow("Original image", demo)
cv2.waitKey()

# Create random key
key = random.randint(256, size = (r, c, t))

# Encryption
# Iterate over the image
encrypted_image = np.zeros((r, c, t), np.uint8)
for row in range(r):
    for column in range(c):
        for depth in range(t):
            encrypted_image[row, column, depth] = demo[row, column, depth] ^ key[row, column, depth] 
            
cv2.imshow("Encrypted image", encrypted_image)
cv2.waitKey()

# Decryption
# Iterate over the encrypted image
decrypted_image = np.zeros((r, c, t), np.uint8)
for row in range(r):
    for column in range(c):
        for depth in range(t):
            decrypted_image[row, column, depth] = encrypted_image[row, column, depth] ^ key[row, column, depth] 
            
cv2.imshow("Decrypted Image", decrypted_image)

cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

加载后，原始图像存储在具有 r 行、c 列和 t 0 到 255 之间的颜色值的 3D 数组中。
接下来，生成一个密钥，该密钥对应于一个相同大小的数组，其元素是随机生成的。
对于加密，它迭代原始图像并将图像数组的每个值 ix 与密钥数组的相应值进行异或。
对于解密，对加密图像执行类似的迭代，并将加密图像数组的每个值与密钥数组的相应值进行异或运算。

请注意，此逻辑不应被视为正确方式，而是一种可能的方式。它基于 one-time-pad 加密，按规定使用时在信息理论上是安全的。然而，这并没有在这里实现，因为密钥必须随机选择 true，而这里它是随机选择 pseudo。对于一次一密，密钥必须与消息一样长，即密钥数组必须与图像数据一样大。原则上，也可以使用其他算法，例如AES，但是实现起来更复杂（关于填充、IV 等）。

另请注意，在存储加密图像时，必须使用不改变图像数据（实际上是密文）的格式。否则加载加密图片后，根据算法的不同，可能解密不正确，甚至无法解密。通常压缩数据并因此更改数据的格式是例如jpg，不改变数据的格式是例如。 bmp，参见例如here 了解更多详情。用imwrite.

保存时可以通过文件扩展名控制格式

寻找一种使用键对图像进行按位异或的方法

Searching for a way to do Bitwise xor on images with keys

encryption

image

xor

python-3.x

bitwise-xor