你以為打上馬賽克就安全了嗎？

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機(jī)器之心報(bào)道

作者：魔王、小舟

近期精彩文章：Python100例（附PDF下載地址）

還在用馬賽克的方式隱藏密碼？小心被「看穿」。

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(qū)域的分辨率來隱藏某些關(guān)鍵信息，比如：

 

再比如：

看圖找馬賽克！（找不到請(qǐng)看右側(cè)原圖）

但是，在你想隱藏信息的同時(shí)，有一些技術(shù)卻反其道而行之，試圖將圖片還原為原始狀態(tài)。

最近，一個(gè)名為 Depix 的 GitHub 項(xiàng)目爆火，上線三天 star 量已經(jīng)高達(dá) 6.9k。項(xiàng)目作者 Sipke Mellema 是一名信息安全顧問。

項(xiàng)目地址：https://github.com/beurtschipper/Depix

Depix 能夠從像素化圖像截圖中恢復(fù)原圖中包含的文字密碼。該項(xiàng)目適用于使用線性方框?yàn)V波器（linear box filter）創(chuàng)建的像素化圖像。如下圖所示，項(xiàng)目作者給出了像素化圖像、恢復(fù)之后的效果和原圖的對(duì)比結(jié)果：

馬賽克打得夠嚴(yán)實(shí)了，不過 Depix 還是基本解讀出了被隱藏的信息。

如何使用？

使用 Depix 從像素化圖像截圖中恢復(fù)文字密碼，操作也比較簡單：

• 從截圖中分割出矩形像素化 block；

• 在具有相同字體設(shè)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，盡可能使用和像素化圖像相同的截圖工具。

• 執(zhí)行命令：

python depix.py -p [pixelated rectangle image] -s [search sequence image] -o output.png

Depix 算法利用線性方框?yàn)V波器單獨(dú)處理每一個(gè) block 這一事實(shí)。它對(duì)搜索圖像中的每一個(gè) block 執(zhí)行像素化以尋找直接匹配。

對(duì)于大部分像素化圖像，Depix 盡量尋找單匹配結(jié)果，并假設(shè)這些匹配是正確的。至于周圍多匹配 block 的結(jié)果被看作像素化圖像中相同的幾何距離，并認(rèn)為這些匹配也是正確的。該過程重復(fù)多次。

在正確的 block 沒有更多幾何匹配后，Depix 將直接輸出所有正確的 block。對(duì)于多匹配 block，Depix 將輸出所有匹配的平均值。

Depix 背后的算法

像素化常使用線性方框?yàn)V波器實(shí)現(xiàn)。線性方框?yàn)V波器的實(shí)現(xiàn)很簡單，速度很快，可以并行處理多個(gè) block。

由于線性方框?yàn)V波器是一種確定性算法，對(duì)同樣的值執(zhí)行像素化通常會(huì)產(chǎn)生同樣的像素化 block。使用同樣位置的 block 對(duì)相同文本執(zhí)行像素化，會(huì)得到同樣的 block 值。我們可以嘗試像素化文本來找出匹配的模式。幸運(yùn)的是，這對(duì)于秘密值的一部分同樣奏效。我們可以把每個(gè) block 或 block 組合看作一個(gè)子問題。

項(xiàng)目作者沒有選擇創(chuàng)建潛在字體的查找表。該算法要求在相同背景上具備相同的文本大小和顏色?，F(xiàn)代文本編輯器還會(huì)添加色調(diào)、飽和度和亮度，也就是說存在海量潛在字體。

項(xiàng)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，然后截圖。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?yàn)橐恍?block 會(huì)重疊兩個(gè)字符。找出恰當(dāng)?shù)钠ヅ湫枰阉鲌D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?yàn)樵谒阉鲌D像中，搜索 block 還包含下一個(gè)字母（「d」）的一部分，但在原始圖像中這里有個(gè)空格。

創(chuàng)建字母的德布魯因序列時(shí)加上空格顯然會(huì)帶來同樣的問題：算法無法找到后續(xù)字母的恰當(dāng) block。有空格又有字母的圖像需要更長的搜索時(shí)間，但結(jié)果也更好。

對(duì)于大部分像素化圖像而言，Depix 似乎能夠找到 block 的單匹配結(jié)果，并假設(shè)這是正確的。然后將其周圍多匹配 block 的匹配結(jié)果看作在像素化圖像中處于相同的幾何距離，并假設(shè)這些匹配也是正確的。

在正確的 block 沒有更多幾何匹配后，Depix 直接輸出所有正確的 block。對(duì)于多匹配 block，Depix 將輸出所有匹配的平均值。雖然 Depix 的輸出并不完美，但已經(jīng)算不錯(cuò)了。

下圖展示了包含隨機(jī)字符的測試圖像的去像素化結(jié)果，大部分字符被正確讀?。?/span>

對(duì)這個(gè)項(xiàng)目感興趣的讀者，可以自行嘗試。

以后截圖時(shí)給敏感信息打碼，看來不能簡單地用「馬賽克了」。

參考鏈接：

https://www.linkedin.com/pulse/recovering-passwords-from-pixelized-screenshots-sipke-mellema/?trackingId=yYFSUnuxRXasNV%2Fh3ZsiSw%3D%3D

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