打馬賽克就安全了嗎?AI 消除馬賽克,開源項目上線,文末附教程

2021-02-14 碩博生活圈

像素化（又稱馬賽克）是一種常見的打碼方式，通過降低圖像中部分區域的解析度來隱藏某些關鍵信息，比如：

但是，在你想隱藏信息的同時，有一些技術卻反其道而行之，試圖將圖片還原為原始狀態。最近，一個名為 Depix 的 GitHub 項目爆火，上線三天 star 量已經高達 6.9k。項目作者 Sipke Mellema 是一名信息安全顧問。https://github.com/beurtschipper/DepixDepix 能夠從像素化圖像截圖中恢復原圖中包含的文字密碼。該項目適用於使用線性方框濾波器（linear box filter）創建的像素化圖像。如下圖所示，項目作者給出了像素化圖像、恢復之後的效果和原圖的對比結果：馬賽克打得夠嚴實了，不過 Depix 還是基本解讀出了被隱藏的信息。使用 Depix 從像素化圖像截圖中恢復文字密碼，操作也比較簡單：在具有相同字體設置（包括文本大小、字體、顏色、hsl）的編輯器中，粘貼待處理字符的德布魯因（De Bruijn sequence）；給該序列截圖，儘可能使用和像素化圖像相同的截圖工具；
python depix.py -p [pixelated rectangle image] -s [search sequence image] -o output.png
Depix 算法利用線性方框濾波器單獨處理每一個 block 這一事實。它對搜索圖像中的每一個 block 執行像素化以尋找直接匹配。對於大部分像素化圖像，Depix 儘量尋找單匹配結果，並假設這些匹配是正確的。至於周圍多匹配 block 的結果被看作像素化圖像中相同的幾何距離，並認為這些匹配也是正確的。該過程重複多次。在正確的 block 沒有更多幾何匹配後，Depix 將直接輸出所有正確的 block。對於多匹配 block，Depix 將輸出所有匹配的平均值。像素化常使用線性方框濾波器實現。線性方框濾波器的實現很簡單，速度很快，可以並行處理多個 block。項目作者給出的解決方案也很簡單：使用待處理字符的德布魯因序列，將其粘貼到相同的編輯器中，然後截圖。該截圖可以用作相似 block 的查找圖像，例如：德布魯因序列包括待處理字符的所有雙字符組合。這很重要，因為一些 block 會重疊兩個字符。找出恰當的匹配需要搜索圖像中具備相同像素配置的 block。在以下測試圖像中，Depix 算法無法找到「o」的一部分。這是因為在搜索圖像中，搜索 block 還包含下一個字母（「d」）的一部分，但在原始圖像中這裡有個空格。創建字母的德布魯因序列時加上空格顯然會帶來同樣的問題：算法無法找到後續字母的恰當 block。有空格又有字母的圖像需要更長的搜索時間，但結果也更好。在正確的 block 沒有更多幾何匹配後，Depix 直接輸出所有正確的 block。對於多匹配 block，Depix 將輸出所有匹配的平均值。雖然 Depix 的輸出並不完美，但已經算不錯了。下圖展示了包含隨機字符的測試圖像的去像素化結果，大部分字符被正確讀取：
過程為本人第一視角，漏掉的部分請自行探索。
下載源碼，cd到根目錄，執行文檔（README.d）中的Example代碼。到這裡，目前還不明白這行代碼的意思，不過可以看到兩個圖片路徑，都在示例代碼中出現，最後一個看名字就知道，工程根目錄輸出一個output.png圖片。猜測為執行depix.py腳本，後面為『參數』和輸出結果。（這裡默認已安裝python工具，可以執行python命令）
python depix.py -p images/testimages/testimage3_pixels.png -s images/searchimages/debruinseq_notepad_Windows10_closeAndSpaced.png -o output.png
執行代碼後報錯
Traceback (most recent call last):
File 「depix.py」, line 1, in 
from depixlib.LoadedImage import *
File 「/Users/bit_tea/Downloads/Depix-main/depixlib/LoadedImage.py」, line 1, in 
from PIL import Image
ImportError: No module named PIL
百度。。。，結果意思是需要安裝pillow命令。
安裝pillow
pip install pillow
報錯，沒安裝pip…
安裝pip
curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py -o get-pip.py
python get-pip.py
提示：
WARNING: The scripts pip, pip2 and pip2.7 are installed in 『/Users/bit_tea/Library/Python/2.7/bin』 which is not on PATH.
Consider adding this directory to PATH or, if you prefer to suppress this warning, use --no-warn-script-location.
此問題需解決。。
python3 get-pip.py
Successfully installed pip-20.3.1
WARNING: You are using pip version 19.2.3; however, version 20.3.1 is available.
You should consider upgrading via the '/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr/bin/python3 -m pip install --upgrade pip' command.
執行提示命令
/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr/bin/python3 -m pip install --upgrade pip
至此，pip3安裝成功。
回頭執行第2步，安裝pillow（注意：用pip3）
pip3 install pillow
回頭執行第1步（注意：用python3）
python3 depix.py -p images/testimages/testimage3_pixels.png -s images/searchimages/debruinseq_notepad_Windows10_closeAndSpaced.png -o output.png
稍作等待，最後一句完成，可以看到工程目錄下多了一個output.png文件，大功告成~
INFO:root:Finding color rectangles from pixelated space
INFO:root:Found 116 same color rectangles
INFO:root:86 rectangles left after moot filter
INFO:root:Found 1 different rectangle sizes
INFO:root:Finding matches in search image
INFO:root:Removing blocks with no matches
INFO:root:Splitting single matches and multiple matches
INFO:root:[10 straight matches | 76 multiple matches]
INFO:root:Trying geometrical matches on single-match squares
INFO:root:[15 straight matches | 71 multiple matches]
INFO:root:Trying another pass on geometrical matches
INFO:root:[17 straight matches | 69 multiple matches]
INFO:root:Writing single match results to output
INFO:root:Writing average results for multiple matches to output
INFO:root:Saving output image to: output.png
結語：通過觀察輸入和輸入，發現輸入除了一個馬賽克圖片外，還需要一張對比（或者是預測結果參數）的圖片，有很大的局限性（lsp哭了），之後再看看是不是除了示例還有其他功能。。。
細心的同學應該發現第3步還有一個問題沒有解決。。。雖然pip3可以用，pip還是不行。
pip
-bash: pip: command not found
原因：（第3步有提示）pip沒有添加到path環境裡，所以在非其安裝路徑下是不可以執行pip相關命令。
WARNING: The scripts pip, pip2 and pip2.7 are installed in 『/Users/bit_tea/Library/Python/2.7/bin』 which is not on PATH.
Consider adding this directory to PATH or, if you prefer to suppress this warning, use --no-warn-script-location.
解決：（PATH路徑為以上第3步提示的路徑，及默認安裝到python2.7中的pip路徑）。
echo 'export PATH=/Users/bit_tea/Library/Python/2.7/bin:$PATH' >>~/.bashrc    
source ~/.bashrc
驗證
pip

Usage:   
  pip <command> [options]
完成~
參考文章：
https://blog.csdn.net/weixin_44037416/article/details/96842058
https://www.jianshu.com/p/96bfccc7c680
以後截圖時給敏感信息打碼，看來不能簡單地用「馬賽克了」。
https://www.linkedin.com/pulse/recovering-passwords-from-pixelized-screenshots-sipke-mellema/?trackingId=yYFSUnuxRXasNV%2Fh3ZsiSw%3D%3D
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