信息隱藏重點(diǎn)知識

信息隱藏重點(diǎn)知識第一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六1.1信息隱藏的概念信息隱藏是把一個有意義的信息隱藏在另一個稱為載體(Cover)的信息中得到隱蔽載體(StegoCover)S。非法者不知道這個普通信息中是否隱藏了其它的信息，而且即使知道也難以提取或去除隱藏的信息。所用的載體可以是文字、圖象、聲音及視頻等。為增加攻擊的難度，也可以把加密與信息隱藏技術(shù)結(jié)合起來，即先對消息M加密得到密文消息M’，再把M’隱藏到載體C中。這樣攻擊者要想獲得消息，就首先要檢測到消息的存在，并知道如何從隱蔽的載體S中提取M’及如何對M’解密以恢復(fù)消息M。第二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六1.2信息隱藏的分類按載體類型分類：包括基于文本，圖像，聲音和視頻的信息隱藏技術(shù)。按密鑰分類：若嵌入和提取采用相同密鑰，則稱其為對稱隱藏算法，否則稱為公鑰隱藏算法。按嵌入域分類：主要可分為空域（或時域）方法及變換域方法。按提取的要求分類：若在提取隱藏信息時不需要利用原始載體C，則稱為盲隱藏；否則稱為非盲隱藏。按保護(hù)對象分類：主要可分為隱寫術(shù)和水印技術(shù)。第三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六1.3

信息隱藏技術(shù)特點(diǎn)透明性：指不因圖象文件的某種改動而導(dǎo)致隱藏信息丟失的能力。這里所謂“改動”包括傳輸過程中的信道噪音、濾波操作、重采樣、有損編碼壓縮、D/A或A/D轉(zhuǎn)換等。魯棒性：利用人類視覺系統(tǒng)或人類聽覺系統(tǒng)屬性，經(jīng)過一系列隱藏處理，使目標(biāo)數(shù)據(jù)沒有明顯的降質(zhì)現(xiàn)象，而隱藏的數(shù)據(jù)卻無法人為地看見或聽見。不可檢測性:指隱蔽載體與原始載體具有一致的特性。如具有一致的統(tǒng)計(jì)噪聲分布等，以便使非法攔截者無法判斷是否有隱蔽信息。第四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六2.信息隱藏模型信息隱藏技術(shù)主要由下述兩部分組成(1)信息嵌入算法，它利用密鑰來實(shí)現(xiàn)秘密信息的隱藏。(2)隱蔽信息檢測/提取算法(檢測器)，它利用密鑰從隱蔽載體中檢測/恢復(fù)出秘密信息。在密鑰未知的前提下，第三者很難從隱秘載體中得到或刪除，甚至發(fā)現(xiàn)秘密信息。第五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六信息嵌入過程（1）將待隱藏信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)碼流（2）將BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分的每個字節(jié)的奇偶性與上述二進(jìn)制數(shù)碼流進(jìn)行比較。（3）通過調(diào)整字節(jié)最低位的“0”或“1”，改變字節(jié)的奇偶性，使之與上述二進(jìn)制數(shù)據(jù)流一致，即將信息嵌入到24位BMP圖像中。例：宿主數(shù)據(jù)為：01100110，00111101，10001111，00011010，00000000，10101011，00111110，10110000；需要隱藏信息79。對比右圖，發(fā)現(xiàn)兩者第三、四、五位不同，則需要改變宿主數(shù)據(jù)對應(yīng)字節(jié)的奇偶性。第三位：1000111110001110第四位：0001101000011011第五位：00000000000000012.1時空域替換技術(shù)3.最低比特位替換的LSB方法第六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六2.1時空域替換技術(shù)3.最低比特位替換的LSB方法信息提取過程判斷BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分的每個字節(jié)的奇偶性，若字節(jié)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)，則輸出“0”；若字節(jié)中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則輸出“1”。每判斷8個字節(jié)，便將輸出的8位數(shù)組成一個二進(jìn)制數(shù)。經(jīng)過上述處理，得到一系列8位二進(jìn)制數(shù)，便是隱藏信息的代碼，將代碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換就得到隱藏的信息。第七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六（補(bǔ)）圖像信號處理基礎(chǔ)圖像的基本類型

圖形圖像文件可以分為兩大類:一類為位圖(Bitmap)文件,另一類為矢量(Vector)文件。前者以點(diǎn)陣形式描述圖形圖像,后者是以數(shù)學(xué)方法描述的一種由幾何元素組成的圖形圖像。位圖文件在有足夠的文件量的前提下,能真實(shí)細(xì)膩地反映圖像的層次、色彩,缺點(diǎn)是文件體積較大。一般說來,適合描述照片。矢量類文件的特點(diǎn)是文件量小,并且能任意縮放而不會改變圖像質(zhì)量,適合描述圖形。第八頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六（補(bǔ)）圖像信號處理基礎(chǔ)圖像的基本類型

在物理光學(xué)中,紅、綠、藍(lán)(Red,Green,Blue,即RGB)被稱為光學(xué)三原色。任何色彩(嚴(yán)格地說是絕大多數(shù)色彩)都可以用紅、綠、藍(lán)這三種顏色按一定的比例混合而得。例如:紅+綠+藍(lán)→白色紅+綠→黃色紅+藍(lán)→品紅??第九頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六4）圖像數(shù)據(jù)對于用到調(diào)色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素值在調(diào)色板中的索引值，對于24位色的真彩色圖，圖像數(shù)據(jù)就是實(shí)際的R、G、B值。對于2色位圖，用1位就可以表示該像素的顏色（一般0表示黑，1表示白），所以1個字節(jié)可以表示8個像素。對于16色位圖，用4位可以表示1個像素的顏色，所以1個字節(jié)可以表示2個像素。對于256色位圖，1個字節(jié)剛好可以表示1個像素。對于24位色真彩色圖（無調(diào)色板），3個字節(jié)才表示1個像素。（補(bǔ)）圖像信號處理基礎(chǔ)圖像的基本表示

第十頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六2.2變換域技術(shù)DCT域的信息隱藏JPEG文件嵌入與取出系統(tǒng)流程圖第十一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六一個M×N矩陣A的二維DCT定義如下:2.2變換域技術(shù)DCT原理其中：數(shù)值Bpq稱為A的DCT系數(shù)。第十二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六2.2變換域技術(shù)DCT原理設(shè)原始信號為2×2的矩陣A,根據(jù)公式對其做DCT變換,得:第十三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六2.2變換域技術(shù)DCT原理第十四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六不需要原始載體的信息隱藏方法：利用載體中兩個特定數(shù)的相對大小來代表隱藏的信息。嵌入：載體圖像分為8×8的塊，做二維DCT變換，偽隨機(jī)地選擇一個圖像塊，分別選擇其中的兩個位置，比如用和代表所選定的兩個系數(shù)的坐標(biāo)。如果，代表隱藏1；如果相反，則交換兩系數(shù)如果，代表隱藏0；如果相反，則交換兩系數(shù)2.2變換域技術(shù)DCT域的信息隱藏基本隱藏算法（算法三）第十五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六提取接收者進(jìn)行二維DCT變換，比較每一塊中約定位置的DCT系數(shù)值，根據(jù)其相對大小，得到隱藏信息的比特串，從而恢復(fù)出秘密信息特點(diǎn)：不需原始圖像注意：如果選定位置的兩個系數(shù)相差太大，則對圖像影響較大。應(yīng)選擇相近的值（如中頻系數(shù)）2.2變換域技術(shù)DCT域的信息隱藏基本隱藏算法（算法三）第十六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六數(shù)字水印是信息隱藏的一個分支，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)字版權(quán)管理（DRM）。本質(zhì)上，數(shù)字水印與信息隱藏都是將信息嵌入到數(shù)字載體中，但兩者所要求的特性不同：信息隱藏要求能精確恢復(fù)隱藏的信息，因?yàn)樗鼈鬟f的就是這些秘密信息；而數(shù)字水印則一般只需要證明載體中存在某一個數(shù)字水印即可，而不一定需要精確恢復(fù)。3.1數(shù)字水印的基本原理信息隱藏與數(shù)字水印的關(guān)系第十七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六3.2圖像數(shù)字水印技術(shù)脆弱性數(shù)字水印技術(shù)按水印的健壯性分類：健壯性的數(shù)字水?。航研杂址Q穩(wěn)健性或魯棒性。在沒有特別說明時，大部分?jǐn)?shù)字水印技術(shù)一般都