信息隐藏重点知识课件.ppt

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1、,1.1 信息隐藏的概念,信息隐藏是把一个有意义的信息隐藏在另一个称为载体(Cover)的信息中得到隐蔽载体(Stego Cover)S。非法者不知道这个普通信息中是否隐藏了其它的信息，而且即使知道也难以提取或去除隐藏的信息。所用的载体可以是文字、图象、声音及视频等。为增加攻击的难度，也可以把加密与信息隐藏技术结合起来，即先对消息M加密得到密文消息M，再把M隐藏到载体C中。这样攻击者要想获得消息，就首先要检测到消息的存在，并知道如何从隐蔽的载体S中提取M及如何对M解密以恢复消息M。,1.2 信息隐藏的分类,按载体类型分类：包括基于文本，图像，声音和视频的信息隐藏技术。按密钥分类：若嵌入和提取采

2、用相同密钥，则称其为对称隐藏算法，否则称为公钥隐藏算法。按嵌入域分类：主要可分为空域（或时域）方法及变换域方法。按提取的要求分类：若在提取隐藏信息时不需要利用原始载体C，则称为盲隐藏；否则称为非盲隐藏。按保护对象分类：主要可分为隐写术和水印技术。,1.3 信息隐藏技术特点,透明性：指不因图象文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力。这里所谓“改动”包括传输过程中的信道噪音、滤波操作、重采样、有损编码压缩、D/A或 A/D转换等。鲁棒性：利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的降质现象，而隐藏的数据却无法人为地看见或听见。不可检测性:指隐蔽载体与原始载体具有一致

3、的特性。如具有一致的统计噪声分布等，以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息。,2.信息隐藏模型,信息隐藏技术主要由下述两部分组成(1)信息嵌入算法，它利用密钥来实现秘密信息的隐藏。(2)隐蔽信息检测/提取算法(检测器)，它利用密钥从隐蔽载体中检测/恢复出秘密信息。在密钥未知的前提下，第三者很难从隐秘载体中得到或删除，甚至发现秘密信息。,信息嵌入过程（1）将待隐藏信息转化为二进制数据码流（2）将BMP文件图像数据部分的每个字节的奇偶性与上述二进制数码流进行比较。（3）通过调整字节最低位的“0”或“1”，改变字节的奇偶性，使之与上述二进制数据流一致，即将信息嵌入到24位BMP图像中。例：宿主数据为

4、：01100110，00111101，10001111，00011010，00000000，10101011，00111110，10110000；需要隐藏信息79。对比右图，发现两者第三、四、五位不同，则需要改变宿主数据对应字节的奇偶性。第三位：1000111110001110 第四位：00011010 00011011 第五位：00000000 00000001,2.1时空域替换技术,3.最低比特位替换的LSB方法,2.1时空域替换技术,3.最低比特位替换的LSB方法,信息提取过程判断BMP文件图像数据部分的每个字节的奇偶性，若字节中“1”的个数为偶数，则输出“0”；若字节中“1”的个数为奇

5、数，则输出“1”。每判断8个字节，便将输出的8位数组成一个二进制数。经过上述处理，得到一系列8位二进制数，便是隐藏信息的代码，将代码进行转换就得到隐藏的信息。,（补）图像信号处理基础,图像的基本类型,图形图像文件可以分为两大类:一类为位图(Bitmap)文件,另一类为矢量(Vector)文件。前者以点阵形式描述图形图像,后者是以数学方法描述的一种由几何元素组成的图形图像。位图文件在有足够的文件量的前提下,能真实细腻地反映图像的层次、色彩,缺点是文件体积较大。一般说来,适合描述照片。矢量类文件的特点是文件量小,并且能任意缩放而不会改变图像质量,适合描述图形。,（补）图像信号处理基础,图像的基本类

6、型,在物理光学中,红、绿、蓝(Red,Green,Blue,即RGB)被称为光学三原色。任何色彩(严格地说是绝大多数色彩)都可以用红、绿、蓝这三种颜色按一定的比例混合而得。例如:红+绿+蓝白色 红+绿黄色 红+蓝品红,4）图像数据,对于用到调色板的位图，图像数据就是该像素值在调色板中的索引值，对于24位色的真彩色图，图像数据就是实际的R、G、B值。对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色（一般0表示黑，1表示白），所以1个字节可以表示8个像素。对于16色位图，用4位可以表示1个像素的颜色，所以1个字节可以表示2个像素。对于256色位图，1个字节刚好可以表示1个像素。对于24位色真彩色图（无调

7、色板），3个字节才表示1个像素。,（补）图像信号处理基础,图像的基本表示,2.2 变换域技术,DCT域的信息隐藏,JPEG文件嵌入与取出系统流程图,一个M N 矩阵A的二维DCT 定义如下:,2.2 变换域技术,DCT原理,其中：,数值Bpq称为A的DCT 系数。,2.2 变换域技术,DCT原理,设原始信号为2 2 的矩阵A,根据公式对其做DCT变换,得:,2.2 变换域技术,DCT原理,不需要原始载体的信息隐藏方法：利用载体中两个特定数的相对大小来代表隐藏的信息。嵌入：载体图像分为88的块，做二维DCT变换，伪随机地选择一个图像块，分别选择其中的两个位置，比如用 和 代表所选定的两个系数的坐

8、标。如果，代表隐藏1；如果相反，则交换两系数如果，代表隐藏0；如果相反，则交换两系数,2.2 变换域技术,DCT域的信息隐藏,基本隐藏算法（算法三）,提取接收者进行二维DCT变换，比较每一块中约定位置的DCT系数值，根据其相对大小，得到隐藏信息的比特串，从而恢复出秘密信息 特点：不需原始图像注意：如果选定位置的两个系数相差太大，则对图像影响较大。应选择相近的值（如中频系数）,2.2 变换域技术,DCT域的信息隐藏,基本隐藏算法（算法三）,数字水印是信息隐藏的一个分支，主要实现数字版权管理（DRM）。本质上，数字水印与信息隐藏都是将信息嵌入到数字载体中，但两者所要求的特性不同：信息隐藏要求能精确

9、恢复隐藏的信息，因为它传递的就是这些秘密信息；而数字水印则一般只需要证明载体中存在某一个数字水印即可，而不一定需要精确恢复。,3.1数字水印的基本原理,信息隐藏与数字水印的关系,精品课件！,精品课件！,3.2 图像数字水印技术,脆弱性数字水印技术,按水印的健壮性分类：健壮性的数字水印：健壮性又称稳健性或鲁棒性。在没有特别说明时，大部分数字水印技术一般都是指健壮性的数字水印技术。脆弱性的数字水印：指在保证多媒体信息感知质量的前提下，将数字、序列号、文字、图像标志等作为数字水印嵌入到多媒体数据中，当多媒体内容受到质疑时，可将该水印提取出来用于多媒体内容的真伪识别，并且指出篡改的位置，甚至攻击类型等。又称为易碎水印，载体发生变化，水印则受到破坏。,