IDA/ida.cpp

   1
   2 #include <armadillo>
   3 #include <stdlib.h>
   4 #include <stdio.h>
   5
   6 #include <iostream>
   7 #include <iterator>     // std::ostream_iterator
   8 #include <fstream>
   9 #include <vector>
  10 #include <iostream>     // std::cout, std::fixed
  11 #include <iomanip>
  12 #include <math.h>
  13
  14 using namespace arma;
  15 using namespace std;
  16 int key_size=256;
  17
  18
  19   const int mm=251;
  20
  21 typedef unsigned char byte;
  22
  23
  24 template<typename T>
  25 T mod(T a, int n)
  26 {
  27     return a - floor(a/n)*n;
  28 }
  29
  30 inline int positive_modulo(int i, int n) {
  31     return (i % n + n) % n;
  32 }
  33
  34 void Bezout(int rkm2,int rkm1,int *res,int ukm1=0,int vkm1=1,int ukm2=1,int vkm2=0){
  35 /*r(k-4)=r(k-3)*q(k-2)+r(k-2) <=> r(k-2)=a*u(k-2)+b*v(k-2)
  36
  37
  38 r(k-3)=r(k-2)*q(k-1)+r(k-1) <=> r(k-1)=a*u(k-1)+b*v(k-1)
  39
  40 r(k-2)=r(k-1)*q(k)+r(k)     <=> r(k)=a*u(k)+b*v(k) avec u(k)=u(k-2)-qk*u(k-1) et v(k)=v(k-2)-qk*v(k-1)*/
  41
  42     int rk=rkm2%rkm1;
  43     int qk=(rkm2-rk)/rkm1;
  44     if(rk==0)  {
  45         cout<<rkm1<<" = a*"<<ukm1<<"+b*"<<vkm1<<std::endl;
  46         *res=ukm1;
  47     }
  48     else
  49       Bezout(rkm1,rk,res,ukm2-qk*ukm1,vkm2-qk*vkm1,ukm1,vkm1);
  50     return;
  51 }
  52
  53
  54 void saveFile(Row<byte> data, const char *fileName,long size_file=0) {
  55     byte* vec=(byte*)data.memptr();
  56 //    cout<<"vec "<<d2.size()<<endl;
  57     FILE* pFile = fopen (fileName, "wb");
  58     if(size_file==0)
  59       size_file=data.size();
  60
  61     fwrite (vec , sizeof(byte), size_file, pFile);
  62     fclose (pFile);
  63
  64
  65 /*    vector<uint8_t> v =conv_to< vector<uint8_t> >::from(data);
  66     ofstream outfile(fileName, ios::out | ofstream::binary);
  67
  68     copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<uint8_t>(outfile));
  69     outfile.close();
  70 */
  71
  72 }
  73
  74 Row<byte> readFile( const char *fileName) {
  75   /*ifstream stream(fileName, ios::in | ios::binary | ios::ate);
  76   int sizeFile=stream.tellg();
  77   stream.seekg(0, ios::beg);
  78   vector<uint8_t> vec((istreambuf_iterator<char>(stream)), istreambuf_iterator<char>());
  79   Row<byte> d2(vec);
  80   */
  81
  82
  83    FILE* pFile = fopen (fileName, "rb");
  84   fseek(pFile, 0L, SEEK_END);
  85   int sz = ftell(pFile);
  86   rewind(pFile);
  87   byte* vec=new byte[sz];
  88   fread (vec , sizeof(byte), sz, pFile);
  89   fclose (pFile);
  90
  91
  92   Row<byte> d2(vec,sz);
  93   delete vec;
  94
  95
  96   cout<<"vec ici"<<d2.size()<<endl;
  97   return d2;
  98 }
  99
 100
 101
 102 vector<uint8_t>
 103 convert_vec256_to_vec250(vector<uint8_t> vec256){
 104
 105
 106    int num_val_greater = std::count_if(vec256.begin(), vec256.end(), [](int i){return i>=mm;});
 107    vector<uint8_t> vec250;
 108    vec250.reserve(vec256.size()+num_val_greater);
 109    // cout<<"ICI "<<vec250.size()<<" "<<vec256.size()+num_val_greater<<endl;
 110
 111    int l=0;
 112    for (int i=0; i<vec256.size(); i++) {
 113      if(vec256[i]>=mm-1) {
 114        vec250.push_back(mm-1);
 115        vec250.push_back(vec256[i]-mm+1);
 116        //vec250[l++]=(mm-1);
 117
 118        //vec250[l++]=vec256[i]-mm+1;
 119      }
 120      else {
 121        vec250.push_back(vec256[i]);
 122        //vec250[l++]=vec256[i];
 123      }
 124    }
 125    //cout<<"ICI "<<vec250.size()<<endl;
 126    return vec250;
 127
 128
 129 }
 130
 131 vector<uint8_t>
 132 convert_vec250_to_vec256(vector<uint8_t> vec250){
 133
 134
 135   vector<uint8_t> vec256;
 136   vec256.reserve(vec250.size());
 137
 138   for (int i=0; i<vec250.size(); i++) {
 139     if(vec250[i]==mm-1) {
 140       vec256.push_back(vec250[++i]+mm-1);
 141     }
 142     else {
 143       vec256.push_back(vec250[i]);
 144     }
 145   }
 146
 147 //   cout<<"ICI 2 "<<vec256.size()<<endl;
 148   return vec256;
 149 }
 150
 151
 152
 153
 154
 155 Mat<byte> readFullFile(int n, int k, long& sizeFile, int &lc) {
 156
 157 //  ifstream stream("lena.png", ios::in | ios::binary | ios::ate);
 158   ifstream stream("lena_small2.png", ios::in | ios::binary | ios::ate);
 159 //  ifstream stream("/home/couturie/Downloads/CARCARIASS.zip", ios::in | ios::binary | ios::ate);
 160
 161   sizeFile=stream.tellg();
 162   cout<<sizeFile<<endl;
 163   stream.seekg(0, ios::beg);
 164
 165
 166
 167 //Used to convert the size (in long) in 8 bytes
 168   uint8_t mysize[8];
 169
 170
 171   long tmpSize=sizeFile;
 172   for(int i=0;i<8;i++) {
 173     uint8_t t=tmpSize;
 174 //    cout<<(int)t<<endl;
 175     mysize[i]=t;
 176     tmpSize>>=8;
 177   }
 178
 179 //we rebuild the size in order to check that the routine is correct
 180   cout<<"rebuild"<<endl;
 181   long res=0;
 182   for(int i=8-1;i>=0;i--) {
 183     res<<=8;
 184     res+=mysize[i];
 185   }
 186
 187   cout<<(long)res<<endl;
 188
 189
 190
 191   vector<uint8_t> contents((istreambuf_iterator<char>(stream)), istreambuf_iterator<char>());
 192   cout<<"res contents "<<contents.size()<<endl;
 193   cout<<"add size of file"<<endl;
 194 //  for(int i=0;i<8;i++)
 195 //    contents.insert(i,mysize[i]);
 196   contents.insert (contents.begin(), mysize, mysize+8);
 197
 198   cout<<"start of the vector"<<endl;
 199   for(int i=0;i<8;i++)
 200     cout<<(int)contents[i]<<" ";
 201   cout<<endl;
 202
 203
 204
 205   cout<<"res contents "<<contents.size()<<endl;
 206   vector<uint8_t> contents2=convert_vec256_to_vec250(contents);
 207   cout<<"res contents2 "<<contents2.size()<<endl;
 208
 209
 210
 211 /*
 212   cout<<"AFTER"<<endl;
 213 for (auto i = contents2.begin(); i != contents2.end(); ++i)
 214   std::cout << (int)*i << ' ';
 215 cout<<endl;
 216 */
 217
 218 //  vector<uint8_t> contents3=convert_vec250_to_vec256(contents2);
 219
 220   /*cout<<"LAST"<<endl;
 221 for (auto i = contents3.begin(); i != contents3.end(); ++i)
 222   cout << (int)*i << ' ';
 223 cout<<endl;
 224
 225
 226 if (std::equal(contents.begin(), contents.begin() + contents.size(), contents3.begin()))
 227     cout << "success" << endl;
 228   */
 229
 230   lc=ceil(contents2.size()/k);
 231   cout<<"size lc "<<lc<<endl;
 232   Mat<byte> matData(&contents2[0],1,contents2.size());
 233
 234
 235 /*  Row<byte> test(&contents[0],contents.size());
 236   cout<<"test "<<size(test)<<endl;
 237   saveFile(test, "lena3.png");
 238 */
 239
 240   cout << "file size: " << contents2.size() << endl;
 241
 242   matData.reshape(k,lc);
 243   cout<<matData.n_rows<<" "<<matData.n_cols<<endl;
 244   return matData;
 245 }
 246
 247
 248
 249
 250 int main( int argc, char *argv[] ) {
 251
 252
 253
 254
 255   int n=8;
 256   int k=4;
 257
 258
 259
 260
 261
 262
 263
 264
 265   int lc;
 266   long sizeFile;
 267   Mat<byte> S;
 268   S=readFullFile(n,k,sizeFile,lc);
 269
 270
 271
 272   arma_rng::set_seed(time(NULL));
 273   //S=randi<Mat<byte>>(k,100000000);
 274
 275   cout<<"S "<<size(S)<<endl;
 276   S=mod(S,mm);
 277
 278   Mat<byte> G= randi<Mat<byte>>(n,k);
 279   cout<<"G "<<size(G)<<endl;
 280
 281
 282   Mat<int> C=conv_to<Mat<int>>::from(G)*conv_to<Mat<int>>::from(S);
 283   C=mod(C,mm);
 284   cout<<"C "<<size(C)<<endl;
 285
 286   Mat<byte> C2=conv_to<Mat<byte>>::from(C);
 287
 288
 289   //write files
 290   for(int i=0;i<n;i++) {
 291     stringstream ss;
 292     ss <<"lena_"<<i<<".png";
 293     string str = ss.str();
 294     saveFile(C2.row(i), str.c_str());
 295   }
 296
 297
 298   cout<<"tatat"<<endl;
 299   Mat<byte> C3;
 300
 301
 302   int off=0;
 303
 304   //read k files among n
 305
 306   int l=0;
 307 //  for(int i=k-1;i>=0;i--) {
 308   for(int i=0+off;i<k+off;i++) {
 309     stringstream ss;
 310     ss <<"lena_"<<i<<".png";
 311     string str = ss.str();
 312     cout<<str<<endl;
 313     Row<byte> d2=readFile(str.c_str());
 314     C3.insert_rows(l,d2);
 315     l++;
 316   }
 317
 318
 319
 320
 321
 322 //  Mat<int> Cs=C.rows(0,k-1);
 323   Mat<int> Cs=conv_to<Mat<int>>::from(C3);
 324
 325   cout<<size(Cs)<<" "<<size(C3)<<endl;
 326   cout<<"S "<<" "<<S<<endl;
 327
 328
 329
 330   Mat<int> Gs2=conv_to<Mat<int>>::from(G).rows(0,k-1);
 331   mat Gs=conv_to<mat>::from(Gs2);
 332
 333   cout<<"tot"<<endl;
 334   cout<<Gs<<endl;
 335
 336   double determinant2=det(Gs);
 337   int determinant=remainder(determinant2,mm);
 338   determinant=positive_modulo(determinant,mm);
 339
 340   int r;
 341   Bezout(determinant,mm,&r);
 342
 343
 344   cout<<determinant<<" "<<mm<<" "<<r<<endl;
 345
 346   mat Gsi=round(inv(Gs)*det(Gs)*r);
 347   Gsi=mod(Gsi,mm);
 348
 349   cout<<Gsi<<endl;
 350
 351   mat temp=Gsi*Cs;
 352   mat SS2=mod(temp,mm);
 353   Mat<byte> S2=conv_to<Mat<byte>>::from(SS2);
 354   S2=mod(S2,mm);
 355   cout<<"S2 "<<S2<<endl;
 356   cout<<"max"<<endl;
 357   cout<<max(S2-S,1)<<endl;
 358
 359
 360
 361
 362   S2.reshape(1,S2.n_rows*S2.n_cols);
 363
 364
 365   vector<uint8_t> res =conv_to< vector<uint8_t> >::from(S2.row(0));
 366   cout<<"res size "<<res.size()<<endl;
 367
 368   cout<<"start of file"<<endl;
 369   for(int i=0;i<8;i++)
 370     cout<<(int)res[i]<<" ";
 371   cout<<endl;
 372
 373
 374   vector<uint8_t> res2=convert_vec250_to_vec256(res);
 375   cout<<"res2 size "<<res2.size()<<endl;
 376
 377   cout<<"get size"<<endl;
 378   uint8_t mysize[8];
 379
 380   for(int i=0;i<8;i++) {
 381     mysize[i]=res2.front();
 382     res2.erase(res2.begin());
 383   }
 384
 385   for(int i=0;i<8;i++)
 386     cout<<(int)mysize[i]<<endl;
 387
 388   cout<<"rebuild size"<<endl;
 389   long size_file=0;
 390   for(int i=8-1;i>=0;i--) {
 391     size_file<<=8;
 392     size_file+=mysize[i];
 393   }
 394
 395   cout<<"size file "<<(long)size_file<<endl;
 396   saveFile(res2, "lena2.png",size_file);
 397
 398
 399
 400
 401 }