PNG图片详解与加密解密方法

PNG图片详解与加密解密方法

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。


PNG-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 0x0d0a1a0a 2.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… 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，即
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


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

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


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，所以数据不可读，压缩算法一般为LZ77滑动窗口算法，如果硬要看里面的数据的话，用zlib库也可以看

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

0xae426082

IEND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：

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，为什么还需要呢？

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，后面那4byte的信息是固定的0x03000000 PLTE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。

PNG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