为何PIL的Image.fromarray()会修改数组？LSB隐写保存后消息丢失

我通过修改像素RGB值的最低有效位（LSB）在图片中隐藏消息，不保存图片时直接遍历RGB数组能正常读取消息；但执行以下代码保存图片后，数组被修改，完全无法读取隐藏消息。

保存图片的代码：

res_img = Image.fromarray(im)
res_img.save("freshly_hidden_message.jpg")

隐藏消息的代码片段：

for index, bit in enumerate(hidden_message_bits):
    val = im[index]
    val = bin(val)
    val = val[:-1] + bit
    im[index] = int(val, 2)

读取消息的代码片段：

while msg[-5:] != "^END^":
    bits = [bin(i)[-1] for i in im[index:index + 8]]
    print(bits)
    bits = "".join(bits)
    msg += chr(int(bits, 2))
    index += 8

print("Hidden message is:",msg[:-5])

未保存时能正确读取消息“Testing”，保存后的输出为乱码。

问题根源 #

JPG是有损压缩格式，保存时会通过压缩算法丢弃视觉上不重要的像素信息——你修改的LSB刚好属于这类“无足轻重”的比特位，会被压缩过程直接篡改或清除，导致隐藏的消息比特完全丢失。

解决办法 #

• 改用无损图片格式保存：将保存格式换成PNG、BMP这类无损格式，示例代码：

  res_img.save("freshly_hidden_message.png")
  

  这类格式会完整保留像素原始数值，LSB中的隐藏信息不会被破坏。
• 若必须使用JPG：可以尝试修改像素值的第2或第3位（而非最低位），但这会轻微影响图片视觉效果，且依然存在被压缩算法干扰的风险，可靠性远不如无损格式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者GrozniV