J2ME 平台 PNG 圖像深度解析：格式結構、自定義壓縮、解壓與加密技術

PNG 格式基礎

PNG-24 vs PNG-8

• PNG-24：24 位真彩色，支援 Alpha 通道，檔案大、部分機型建立/顯示失敗、速度慢。隨硬體升級未來將普及。
• PNG-8：8 位索引色，調色盤最多 256 色（文中稱 128 色），目前主流格式。

PNG-8 檔案結構（六大區塊）

1. 檔案頭：固定 8 bytes 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A
2. IHDR：影像基本資訊（寬、高、色深、色彩類型、壓縮/濾波/掃描方法）
3. PLTE：調色盤資料（RGB 三元組循環）
4. tRNS：透明色資訊（可選，對應調色盤索引的透明標記）
5. IDAT：影像資料（LZ77 壓縮，可多個區塊）
6. IEND：檔案結尾，固定 12 bytes

通用區塊結構

Chunk Length (4 bytes) | Chunk Type (4 bytes) | Chunk Data (Length bytes) | Chunk CRC (4 bytes)

六級自定義壓縮策略

J2ME 端解壓還原

讀取自訂格式 → 依序寫入標準 PNG 結構至 ByteArrayOutputStream → Image.createImage(byte[], 0, len) 建立影像。

ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
// 1. 檔案頭
out.writeInt(0x89504E47);
out.writeInt(0x0D0A1A0A);
// 2. IHDR
out.writeInt(13); out.writeInt(0x49484452); // "IHDR"
out.writeInt(width); out.writeInt(height);
out.writeByte(depth); out.writeInt(0x03000000); // 固定值
out.writeInt(crc32); // 計算 CRC
// 3. PLTE, tRNS, IDAT... 同理
// 4. IEND
out.writeInt(0); out.writeInt(0x49454E44); out.writeInt(0xAE426082);

byte[] png = out.toByteArray();
Image img = Image.createImage(png, 0, png.length);

注意：中途資料寫入錯誤會導致建立失敗且難除錯，建議自訂格式定型後一次寫對。

加密防盜圖技術

傳統加密：打亂區塊順序，但保留 IHDR/IEND 等明顯特徵，易被定位。
自訂壓縮格式天然加密：

• Chunk Type、Length、CRC 全移除
• 區塊資料重新編碼（如 PLTE 改 RGB565、tRNS 改索引）
• 寫入順序可打亂（寬高色深順序可調換）

結果：標準 PNG 分析器完全失效，即使提取 IDAT 資料也只得灰階圖。達到知識產權保護目的。

結語

深入理解 PNG 結構，可實作極致壓縮與強力加密雙重效果。歡迎同好共同探討更高階技術。