信息隐藏 空域隐写.ppt
信息隐藏技术,合肥工业大学计算机与信息学院 郑淑丽,空域隐写,如何将文本隐藏到图像（灰度/彩色）中？如何将图像隐藏到图像中？,0 1 1 0 0 0 1 0 0？,LSB(Least Significant Bits)?,秘密信息序列为 0 1 1 0 0 0 1 0 0，替换过程,LSB算法选取像素点的最不重要位，替换成秘密信息For i=1,.L(m)doLSB(Cji)mi,注：L(m)为秘密信息的长度(二进制),如何选择Cji,S,C,文本文件转换为二进制序列,f_id=fopen(file,r);msg,len=fread(f_id,ubit1),len=1168,F=S-C,12,Key,Fridrich,J.Goljan,M.,Lisonek,P.and Soukal,D.,“Writing on Wet Paper,”IEEE Transactions on Signal Processing,vol.53,no.10,pp.3923-3935,2005.,13,生成伪随机数 rand(seed,2000)rand(M,N),LSB,嵌入位置的选择,15,生成伪随机数 rand(seed,2000)rand(M,N),rand(seed,key);a=rand(1,count);r=1;c=1;for i=2:countif a(i)=0.5c=c+interval1;Elsec=c+interval2;end if cn r=r+1;c=mod(c,n);.endend,F=S-C,嵌入量与嵌入率：,MLSB,嵌入量与嵌入率：,2LSB,20,如何在RGB图像中隐藏信息LSB？提取一层，嵌入信息，再合层 R=image(:,:,1);Secret_R=LSB(R);Secret_image(:,:,1)=Secret_R;,图像信息伪装,隐秘信息和载体都是图像实验woman.bmp，去掉低4bitlenna.bmp，去掉低4bit,直接4bit替换法用秘密图像像素值的高4bit替换载体图像的像素值的低4bit（载体图像的大小=秘密图像的大小）,实验二秘密图像：woman.bmp(256*256)，为灰度图像载体图像：lenna.bmp(256*256)，为RGB图像,课后,熟悉Matlab实现彩色图像(RGB)的分层、指定层加强及合层,二值图像(黑白图像)灰度图像索引图像(调色板图像)RGB图像,26,索引图像实际彩色图像的颜色数目224减小存储图像所需的空间200*200 16色图像,索引图像调色板mapm*3，范围在0,1之间的浮点值构成的double类型数组每一行定义R、G、B三个分量的值图像数据X索引值,RGB-索引图像,data,map=rgb2ind(rgbimage,0.1)色彩丢失，图像效果变差,S-tools最早开发出来的，针对索引图像的调色板进行信息隐藏的软件,Neil F.Johnson 1998年2月发表在IEEE Computer的文章“Exploring Steganography:Seeing the Unseen”,31,S-tools如何修改调色板？在不影响图像质量的前提下,减少调色板的颜色（256-32）将秘密信息嵌入到调色板的R、G、B三个颜色值的LSB，每一行可嵌入3位图像的原始调色板被S-Tools修改的非常不自然,缺点Johnson与Jajodia在1998年的第二届IHW会议论文中指出：由于载体图像的调色板经过S-Tool降为32色，新产生的颜色与原来颜色的差异非常小，因此嵌入秘密信息的隐蔽载体图像，对其调色板色彩做亮度排序，其调色板的色彩会形成32个群集，这是一般自然图像所没有的特征。,33,隐蔽载体图像调色板排序-32个群集,原始图像及其调色板,EzStego针对GIF图像格式，Java编写修改调色板图像的数据矩阵,嵌入复制一份调色板，根据颜色的亮度对调色板进行排序，减少相邻颜色的差异找出欲嵌入信息的像素索引值在新调色板中的索引值取出1bit的秘密信息，将其嵌入到新索引值的LSB取出嵌入信息后索引值对应颜色的RGB值rgb找出rgb值在原始调色板中的索引值S将步骤3的索引值改成S,原调色板,排序后索引值,排序后调色板,LSB隐藏,思考：EZStego：如何提取秘密信息？,EzStego,改进A New Steganographic Method for Palette ImagesJessica Fridrich，IS&T PICS,Savannah,Georgia,April 25-28,1999,pp.285-289.,颜色相近的两个色彩值,亮度是相近的；亮度相近的两个颜色,颜色却不一定相近；,二值图像：如何隐藏秘密信息？,利用图像区域中黑白像素的比例嵌入秘密信息（Zhao&Koch）利用行程程编码嵌入秘密信息利用黑白像素点总数的奇偶嵌入秘密信息,(Zhao&Koch),将一个二值图像分成n个矩形图像区域Bi修改像素值,43,具体实现两个阈值，R150%,R050%健壮参数传输过程可能被改变的像素百分比,44,行程编码(RLE)二値图像中，连续像素具有同种颜色的概率很高,46,47,附：秘密信息的预处理,加密图像置乱,原图,置乱后的图像,49,置乱方法Arnold置乱幻方变换Hash置乱Hilbert曲线变换.,Arnold置乱周期性：对图像反复进行Arnold变换，迭代到一定步数时，必然会恢复原图,51,幻方变换,密钥控制：加密密钥e，解密密钥d，分别表示对图像进行幻方置换的次数 edn2,55,实验采用11阶标准幻方进行图像变换,57,课后(1),熟悉Matlab编程实现采用LSB方法，将文本文件隐藏到BMP图像(灰度、彩色)中采用LSB方法，将二值图像隐藏到BMP图像(灰度、彩色)中图像伪装：将一幅彩色图像隐藏到另一幅彩色图像中(图像置乱),课后(2),熟悉S-Tool软件，验证由S-Tools隐藏信息后隐蔽图像，其调色板是否存在32个群集的特性。思考：根据信息安全中的Kerchhoffs原则，算法的安全性依赖于密钥，结合这一思想考虑有哪些方法可以增加空域隐写算法的安全性,附：文件格式隐写,数字图像的文件格式存储图像采用的文件格式不同的操作系统、不同的图像处理系统，所支持的图像格式都有可能不同。在实际应用中常用到以下几种图像格式。BMP、GIF、TIFF、PCX、JPEG、PSD、PCD、PNG,60,BMP格式,秘密信息嵌入文件末尾:DataStash、Cloak等掩密软件,思考：,如何在HTML文件中隐藏信息？,
