如何利用Opencv实现图像的加密解密

2024-04-18 08:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

如何利用Opencv实现图像的加密解密 1. Opencv简介

OpenCV是一个基于BSD许可（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows、Android和Mac OS操作系统上。OpenCV的语言接口有C++、Python、Java等，可以在不同平台下灵活进行应用程序开发。

2. 图像加密解密

图像加密解密是信息安全领域的重要问题之一，常用于图片的加密保护、音视频加密等场景。本教程主要介绍如何使用OpenCV实现基于AES算法的图像加密解密过程。

3. 加密过程 3.1 准备工作

首先需要安装python和opencv-python库，并且确保已经安装了numpy和pycrypto这两个库。如果没有安装，可以通过如下命令安装：

pip install opencv-python numpy pycrypto

接着，需要准备加密所需的密钥，可以使用随机生成的字符串作为密钥，示例代码如下：

import base64 import os # 随机生成一个32位的密钥 def generate_key(): """ 生成 256 bits 的随机密钥 """ if not os.path.exists("key"): os.makedirs("key") key_file = os.path.join("key", "key.txt") if os.path.exists(key_file): with open(key_file, "r") as f: key = f.read() else: key = base64.b64encode(os.urandom(24)) with open(key_file, "w") as f: f.write(key.decode()) return key 3.2 加密图片

首先需要读取要加密的图片，并将其转化为numpy数组格式。然后将图片数据按照密钥进行AES加密，代码如下：

import cv2 from Crypto.Cipher import AES import numpy as np # 将图片加密 def encrypt_img(img_path, key): """ 将图片进行加密 """ img = cv2.imread(img_path) img_data = np.array(img) img_str = img_data.tostring() key = key # 密钥 iv = key # 初始向量，使用密钥作为向量 cryptor = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv) # 补全字节数，保证按照密钥长度进行加密 padding = AES.block_size - len(img_str) % AES.block_size img_str += bytes([padding]) * padding encrypt_data = cryptor.encrypt(img_str) return encrypt_data 3.3 保存加密数据

将加密后的数据保存为文件，代码如下：

# 保存加密后的数据 def save_data(encrypt_data, output_path): """ 将加密后的数据保存到文件 """ with open(output_path, "wb") as f: f.write(encrypt_data) 4. 解密过程 4.1 解密图片

首先需要读取加密的文件，并将其解密为numpy数组格式图片，这需要使用到与加密中相同的密钥和初始向量，代码如下：

# 解密加密后的数据 def decrypt_img(encrypt_data, key): """ 解密加密后的图片数据 """ iv = key # 初始向量，使用密钥作为向量 cryptor = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv) img_data = cryptor.decrypt(encrypt_data) # 去除补全的字节 padding = img_data[-1] if padding > AES.block_size: raise ValueError("无效的填充字节") img_data = img_data[:-padding] # 将字节转化为numpy数组格式 img_arr = np.frombuffer(img_data, np.uint8) img = cv2.imdecode(img_arr, cv2.IMREAD_COLOR) return img 4.2 查看解密结果

通过调用上一步解密出来的图片，可以对其进行查看和保存操作，代码如下：

# 保存解密后的图片 def save_img(img, output_path): """ 将解密后的图片保存到本地 """ cv2.imwrite(output_path, img) 5. 示例 5.1 示例1：对一张图片进行加密解密 # 对一张图片进行加密解密 key = generate_key() img_path = "test.jpg" encrypt_data = encrypt_img(img_path, key) save_data(encrypt_data, "encrypt.dat") decrypt_data = open("encrypt.dat", "rb").read() img = decrypt_img(decrypt_data, key) save_img(img, "decrypt.jpg") 5.2 示例2：批量加密文件夹内的所有图片 # 批量加密文件夹内的所有图片 key = generate_key() input_dir = "input" output_dir = "output" if not os.path.exists(output_dir): os.makedirs(output_dir) for file_name in os.listdir(input_dir): file_path = os.path.join(input_dir, file_name) if os.path.isfile(file_path) and file_name.split(".")[-1].lower() in ["png", "jpg", "bmp"]: encrypt_data = encrypt_img(file_path, key) save_data(encrypt_data, os.path.join(output_dir, file_name + ".dat"))

至此，由Opencv实现图像加密解密的攻略完整结束。

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