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1、png 图片结构分析与加密解密原理图片结构分析与加密解密原理 PNG 文件格式分为 PNG-24 和 PNG-8，其最大的区别是 PNG-24 是用 24 位来保存一个像素值，是真彩色，而 PNG-8 是用 8 位索引值来在调色盘 中索引一个颜色，因为一个索引值的最大上限为 2 的 8 次方既 128，故调色盘中颜色数最多为 128 种，所以该文件格式又被叫做 PNG-8 128 仿色。PNG-24 因为其图片容量过大，而且在 Nokia 和 Moto 等某些机型上创建图片失败和显示不正确等异常时有发生，有时还会严重拖慢显示速度，故并不常 用，CoCoMo 认为这些异常和平台底层的图像解压不无
2、关系。不过该格式最大的优点是可以保存 Alpha 通道，同事也曾有过利用该图片格式实现 Alpha 混合的先例，想来随着技术的发展，手机硬件平台的提升，Alpha 混合一定会被广泛的应用，到那时该格式的最大优势才会真正发挥。 8 bit PNGs use an indexed color palette like GIF. If you want variable transparency, use 32bit PNGs (24 bit color, 8 bit alpha). If you dont care about transparency, use 24 bit PNGs. PNG-
3、8 文件是目前广泛应用的 PNG 图像格式，其主要有六大块组成：1.PNG 文件标志，为固定的 64 个字节：0x89504e47 0x0d0a1a0a2.文件头数据块 IHDR(header chunk)3.调色板数据块 PLTE(palette chunk)4.sBIT,tRNS 块 等。5.图像数据块 IDAT(image data chunk)6.图像结束数据 IEND(image trailer chunk)，固定的 96 个字节：0x00000000 0x49454e44 0xae426082这六大块按顺序排列，也就是说 IDAT 块永远是在 PLTE 块之后，期间也会有许多其他的
4、区块用来描述信息，例如图像的最后修改时间是多少，图像的创建者是谁等，不过这些区块的信息对我们来说都是可有可无的描述信息，故压缩时一般先向这些区块开刀。数据块 1-4： 除了 PNG 文件标志，其中四大数据块和文件尾都是由统一的数据块文件结构描述的：Chunk Length: 4byte Chunk Type: 4byte Chunk Data: Chunk Length 的长度 Chunk CRC: 4byte例如 IHDR 块的数据长度为 13，既 Chunk Length = 13 Chunk Type = “IHDR“IHDR 块：用来描述图像的基本信息，其格式为： 图像宽： 4byte
5、 图像高： 4byte 图像色深： 4byte 颜色类型： 1byte 压缩方法： 1byte 滤波方法： 1byte 扫描方法： 1byte 曾经有人问过我，撒叫滤波方法和扫描方法，汗，说实话我也不知道，不过我们是在做手机游戏，不是在搞图形学不是嘛。PLTE 块： 这个就是传说中放置调色盘数据的地方啦，其格式为： 循环 RED： 1byte GREEN：1byte BLUE： 1byte END循环长度嘛，不就是 Chunk Length / 3 的长度嘛，而且 Chunk Length 一定为 3 的倍数。tRNS 块： 这个块时有时无，主要是看你是否使用了透明色。该区块的格式为： 循环
6、if(对应调色盘颜色非透明) 0xFF： 1byte else 0x00： 1byte END 循环长度为调色盘的颜色数，相当于调色盘颜色表的一个对应表，标识该颜色是否透明，0xFF 不透明，0x00 透明。故如果用 UltraEdit 查看 PNG 文件的二进制编码，如果看到一大片 FF，一般就是 tRNS 区块啦，因为一个 PNG 文件一般只有一个透明色。IDAT 块： 这个就是存放图像数据的地方啦，这里要注意的是一个 PNG 文件可能有多个 IDAT 区块，而其他三大区块只可能有一个。 IDAT 区块是经过压缩的，所以数据不可区块是经过压缩的，所以数据不可读读 ，压缩算法一般为 LZ77
7、 滑动窗口算法，如果硬要看里面的数据的话，用 zlib 库也是可以的，CoCoMo 当年就见过 Windows Mobile 上的帝国时代巨变态的用 zlib 库压缩和解压该区块来进一步减少 PNG 文件大小，真是寸 K 寸金啊。IEND 块： 该区块虽然也按照数据块的结构，但 Chunk Data 是没有的，所以是固定的 96个字节：0x00000000 0x49454e44 0xae426082IEND 数据块的长度总是 0（00 00 00 00，除非人为加入信息），数据标识总是 IEND（49 45 4E 44），因此，CRC 码也总是 AE 42 60 82。PNG 图像压缩：图像压
8、缩： 了解了 PNG 的文件结构，压缩就有的放矢了。压缩有 6 个级别，可以根据需要选择。Level1：读取 PNG 文件，将除六大块之外的所有区块都过滤掉Level2：文件头是固定的 0x89504e47 0x0d0a1a0a，文件尾是固定的 0x00000000 0x49454e44 0xae426082，去掉！Level3：每个区块的 Chunk Type 我们是否需要呢？很明显，我们自己写的压缩格式自己应该清楚是按照什么样的顺序，去掉！Level4：每个区块的 Chunk Length 我们是否需要呢？IHDR 块：定长 13 个字节，明显不需要，去掉。PLTE 块：最多 128 个颜
9、色，为撒要用 4byte 来记录区块长度而不是用 1byte 来记录颜色数呢？tRNS 块：既然有颜色数，tRNS 又是调色盘颜色表的对应表，既数量与颜色数相同，为撒还需要呢？IDAT 块：我想这个是唯一需要 4byte 来记录长度的区块。Level5：每个区块的 Chunk CRC 是否需要呢？因为计算 CRC 需要一些时间，但对于字节较少的区块一般可以忽略不计，所以对于这个问题还是由程序员自己决定吧。对于 CRC 的计算可以参看 CoCoMo 的另一篇Blog“PNG 文件的 CRC 码计算”Level6：每个区块我们是否要原封不动的保存期数据呢？IHDR 块：除了宽、高、色深是需要的，后
10、面那 4byte 的信息是固定的 0x03000000PLTE 块：为撒要用 3byte 来表示 RGB 而不是 2byte 的 565 格式？压缩方法可以参看 CoCoMo 的另一篇 Blog“关于 PNG 图像压缩的一点感悟”tRNS 块：我想 tRNS 块是冗余最多的区块了吧，大段大段的 0xFF 明显没有必要，一般的 PNG 文件只有一个透明色，为撒要用对应表的方法而不是一个索 引来记录到底哪个是透明色呢？由于颜色数最多 128，所以只需 1byte 就可以代替 tRNS 那么多 0xFF 啦。IDAT 块：么想法，如果你够变态，把 zlib 加进来吧！PNG 图像解压：图像解压： 创
11、建了自定义的文件，J2ME 端读取后，就面临解压的问题了。我们可以利用此函数来创建 Image：static ImagecreateImage(byte imageData, int imageOffset, int imageLength)前提是传入的 imageData 与 PNG 未被压缩前的一致。因为 PNG 文件格式是固定的，所以读取自定义的压缩文件后，开始将那些默认的数据再添加进去，实现解压的目的。下面就开始解压之旅吧!首先要创建一个 ByteArrayOutputStream out，1.写入文件头：out.writeInt(0x89504e47);out.writeInt(0x
12、0d0a1a0a);2.写入 IHDR 块out.writeInt(13);out.writeInt(0x49484452); /0x49484452 为 Chunk Type “IHDR“out.writeInt(width);out.writeInt(height);out.writeByte(depth);out.writeInt(0x03000000); /压缩时舍掉的 4byte，默认 0x03000000out.writeInt(crc);其他区块方法一致，故略过。3.写入文件尾out.writeInt(0x00000000);out.writeInt(0x49454e44);ou
13、t.writeInt(0xae426082);4.转换成数组，创建 Imagebyte pngBuffer = out.toByteArray();Image image = Image.createImage(pngBuffer, 0, pngBuffer.length);哈哈，大功告成。这里注意如果中途数据写入有错误，经常会出现创建 Image 失败的异常，而且非常不好调试，不过只要自定的压缩格式定下来后，对应的创建 Image 的函数只要写一次，以后基本不会出问题哈。PNG 图像加解密：图像加解密： 很多人都担心自己辛苦创作的漂亮的美术图片很 easy 就被别人拿到了，究其原因是由于 P
14、NG 文件格式是固定的，稍微了解的人用 UltraEdit 很容易就 能找到 IHDR，PLTE等标识了。CoCoMo 就经常看 GameLoft 的图像文件，哈哈。一般是 2byte 的 Length，然后紧接着图片数据，都放 在一个文件里，直接拷贝 2 进制然后粘贴到一个新文件里就是一幅图。后来的加密技术会把 PNG 分块，例如前 100 个字节一块，紧接着 1K 一块，最后剩余字节 一块，然后把块顺序打乱，用 2byte 来记录总长度，1byte 记录顺序，但是这并没有从根本上消除 IHDR，IEND 这些显眼的定位标识，好像在对破解 者说：嘿，看，我就在这里！现在了解了之前的压缩和解压
15、技术，这个问题也就迎刃而解了，因为 Chunk Length，Chunk Type 和 Chunk CRC 这些东西都消失了，甚至连数据块本身的数据都修改了，我可以按照 ImageWidth、ImageHeight、ImageDepth 的顺序写数 据，也可以倒过来写。我想再牛的 PNG 分析器也是无能为力的吧，唯一可以定位的就只有 IDAT 区块了，不过就算得到该区块的数据，也应该是一张黑白图。附录附录 PNG 文件结构分析文件结构分析(上：了解上：了解 PNG 文件存储格式文件存储格式) PNG 的文件结构的文件结构 对于一个 PNG 文件来说，其文件头总是由位固定的字节来描述的：十进制数137 80 78 71 13 10 26 10十六进制数 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A其中第一个字节 0x89 超出了 ASCII
