PNG是一種圖像格式，始于1995年，作為一種頗受歡迎的圖像格式，PNG至今仍十分盛行。一般而言，PNG以無損失壓縮或處理透明像素的能力為人所知。然而，我并不想從泛泛的角度去看待不同的圖像格式，而是嘗著用不同的方式讓它們發(fā)生故障，你有沒有想過，PNG發(fā)生故障時是什么效果呢？

　　校驗和（Checksum）

　　讓我們首先來看看校驗和（Checksum）系統(tǒng)中的CRC32算法。這一算法通常用于確認受損圖像，當它偵測到圖像文件受損時，不會在一般的圖片閱讀器上顯現(xiàn)出來。因此，若想使PNG發(fā)生故障，用諸如文本編輯器或二進制編輯器重寫部分二進制數(shù)據(jù)的簡單方法是行不通的。換句話說，“黑掉”PNG之難，難于上青天。

　　因此，為了能順利“黑掉”PNG，我們需要根據(jù)PNG的格式規(guī)范（PNG Specification）來做。這意味著，解碼CRC32算法后要對數(shù)據(jù)進行重寫和重新計算，并將其綁定到已經(jīng)編輯的數(shù)據(jù)上。

　　狀態(tài)（State）

　　接下來，我們看看PNG的轉(zhuǎn)碼過程。表1簡要地顯示了PNG編碼流工作流程。包括四步：原始數(shù)據(jù)、過濾后數(shù)據(jù)、壓縮后數(shù)據(jù)、格式化的PNG。

　　表1 PNG編碼流

　　理論上來說，上述四個步驟都可以成為“下手”的目標。然而，從“原始數(shù)據(jù)”下手跟從BMP下手一樣，技術(shù)上而言，并不能把它稱之為“PNG故障”。而以最后一步“格式化的PNG”為目標也行不通，原因在于上文提到的校驗和系統(tǒng)的工作原理，因此無法產(chǎn)生故障。

　　現(xiàn)在，能供我們下手的就只有“過濾后數(shù)據(jù)”或“壓縮后數(shù)據(jù)”兩個步驟，只要方法正確，就可以使PNG故障形成。當我攻擊“過濾后數(shù)據(jù)”時，產(chǎn)生的效果非常明顯，故障元素好像花瓣一樣彌漫了整張圖像，過濾器之間的差異在“過濾后數(shù)據(jù)”受到攻擊時變得尤為明顯。另一方面，“壓縮后數(shù)據(jù)”故障受到了它們自身的壓縮算法的影響（Deflate壓縮），因此顯示出了一種與雪花噪點類似的圖片效果。

　　當然，在轉(zhuǎn)碼過程之外，也有其他的過程能影響PNG故障的圖案，例如透明像素和interlace。

　　五重過濾（Five filters）

　　決定PNG故障圖案最重要的決定因素是過濾的過程，這一過程通過某種算法將每一層掃描線的為壓縮像素數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，從而提升壓縮效率。過濾包括四種算法和五種過濾類型，分別為Sub、Up、Average、Paeth和None（None為無過濾）。PNG圖像通常在使用最適當?shù)倪^濾類型對每一層掃描線進行過濾后才開始壓縮，因此，在PNG圖像生成之后，五種壓縮會合為一體。

　　這五種過濾通常只是促進壓縮效率的提升，因此無論使用哪一層過濾，輸出結(jié)果都一樣。然而，當過濾后的數(shù)據(jù)受到損壞后，輸出結(jié)果會顯示出明顯的差異。當一個圖像經(jīng)過優(yōu)化，并同時具備上述五種過濾效果后，就很難辨別出不同的過濾效果。然而當同一個單一的過濾應(yīng)用在每一條掃描線上，圖像出現(xiàn)故障時，差異就很明顯了。

　　下面我會展示每一種過濾的效果差異，當我們仔細留意不同的效果時，會發(fā)覺哪一種過濾會讓PNG故障的部分產(chǎn)生哪種美麗的效果。是的，這些圖像的確很美麗。