2015-2016学年第二学期《信息隐藏与数字水印》
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学习内容空域下的信息隐藏技术（方法/算法）
学习
资料
[1]百度百科
空域隐藏方法介绍载体信息C：一张灰度图像。
待隐藏信息m：“吕梁学院”二值图
具体隐藏方法描述：
LSB是LeastSignificant Bit的缩写，即最低有效位。将秘密信息嵌入到载体图像像素值的最低有效位，也称最不显著位，改变这一位置对载体图像的品质影响最小。这是一种简单而实用的信息隐藏算法，大部分多媒体的文件都可以用作LSB算法的载体。
运用MATLAB得到源图像的8个位平面，其中每一个位的作用是不一样的,越高位对图像的影响越大,反之越低的位影响越小,甚至不能感知。而较高的位平面反映的图像的轮廓等主要信息,而较低的位平面反映的图像的细节信息，最低的两个位平面看上去几乎与图像没有相关性。
利用这个原理,如果我们将最低位，甚至是最低的两位替换成数字水印的数据,即载入水印，那么，此时人眼也难以察觉加入数字水印前后的图像的变化,这样就能够实现数字水印的秘密嵌入，并且实现人类视觉的不可觉察性。
LSB的嵌入方法是首先将要隐藏的信息以二进制的形式读入，再按照一定的算法选择它们要嵌入的位置。
但顺序选择图像像素LSB的嵌入算法，即将选取的像素点的最不重要位依次替换成秘密信息的这种算法较容易被攻破，现给一种非顺序嵌入的算法，算法如下：1、信息嵌入：
选取最高位平面，平面用一个4*4二维数组[][]
44
H表示
0110
1000
1101
0010
H
??
??
??
=
??
??
??
选取最低位平面，用一个4*4数组[][]44L 表示
0001101011110
010L ??????=?????? 待隐藏信息M ：
1100000110010101M ??????=?????? 隐藏后信息C
主要算法步骤
for(i=0;i<4;i++)
{
for(j=0;j<4;j++)
{
if （H[i][j]==1）
{
C[a][b]= L[i][j]异或M [a][b]；
b=b+1；
if （b>3）a=a+1;
}
else
continue;
}
}
将最高位都是1所代表的位置异或运算玩后，再按顺序依次将0代表的位置进行L 和M 之间的异或运算。
列如上述H[0][0]=0，不运算；j+1，H[0][1]=1将L[0][1]同M[0][0]进行异或运算，结果存入C [0][0]中。H 中有7个1，将其都算完后，回到开始，算0。
反之就是提取算法。
学习中的
疑问
[1]运用较高位“1”的位置将嵌入顺序打乱，而较高的位平面反映的图像的轮廓等主要信息，“1”的位置会不会出现集中分布的情况？
信息隐藏技术实验报告 一、实验目的 （1）了解信息隐藏算法的分类方式和分类依据 （2）理解空域信息隐藏算法的基本思想 （3）掌握最低有效位算法原理 （4）完成基于LSB的图像信息隐藏 二、实验内容 载体图像为24位真彩色bmp图像Lena.bmp，嵌入的秘密图像为黑白的bmp 图像LSB.bmp，要求采用空域信息隐藏算法，将LSB.bmp嵌入到Lena.bmp的最低有效位中，同屏显示原载体图像、需要嵌入的秘密图像、嵌入了秘密图像的伪装载体、提取的秘密图像。（编程语言不限） 三、实验步骤和设计思想 实现空域图像水印方法中的LSB算法：原始图像选取大小为512*512的elain 图像或者goldhill图像，选择一个LSB水印算法以及适当的水印序列；利用选定的水印嵌入算法将水印信息嵌入到原始图像中。在嵌入水印之后的图像中提取水印，是否可以判定图像中含有水印，同时计算含水印图像的峰值信噪比。将含有水印的图像缩小为256*256之后，再放大为512*512，这时再提取水印，是否可以判定图像中含有水印。 四、程序清单 % LSB 算法: clear; A=imread('elain.bmp'); B=A; message='www`s homework'; m=length(message); n=size(A); k=1; for i=1:n(1) for j=1:n(2) if k<=m %如果消息输入完成则为0
h=bitget(double(message(k)),8:-1:1); else h=[0,0,0,0,0,0,0,0]; end c=bitget(A(i,j),8:-1:1); if mod(j,8) == 0 p=8; else p=mod(j,8); end v=0; for q=1:7 v=xor(v,c(q)); end v=xor(v, h(p) ); B(i,j)=bitset(A(i,j),1,v); if mod(j,8) == 0 k=k+1; end end end % 提取信息 out=char; tmp=0 ; t=1; for i=1:n(1) for j=1:n(2) c=bitget(B(i,j),8:-1:1); v=0; for q=1:8 v=xor(v,c(q)); end if mod(j,8)==0 p=1; else p=9-mod(j,8); end tmp=bitset(tmp,p,v); if mod(j,8)==0 out(t)=char(tmp); t=t+1; tmp=0; end end
隐写术的应用及安全性研究 摘要：介绍了隐写术和反隐写术，说明了隐写术的原理及隐写术在文本、图像、音频中的应用。从隐写系统的绝对安全性、检测隐写消息的低效性和隐写算法的复杂多变性等方面阐明了反隐 写所面临的挑战。最后指出反隐写术只能证明隐写信息的存在性而不能破译隐写信息的不足；同时简要阐明了反隐写的发展趋势。 关键词：隐写术；反隐写；隐写系统；隐写检验；隐写算法 application of steganography and its security wang yanyan, wu yafei （college of computer,dezhou university,dezhou， shandong china， 253023） abstract： the authors introduce in this paper steganography and anti-steganography and illustrates the principle of steganographic methods and their applications in the text, images, and audio. it is illustrated that anti-steganography faces challenges from absolute safety of hidden writing system, inefficiency of detecting to complexity of steganographic algorithms. the authors point out that the anti-steganography can only prove the existence of the steganographic information, but not crack it. this
1 前言 本章主要介绍信息隐藏技术的背景和研究意义、国内外信息隐藏技术研究现状，列举了本文的主要研究内容，最后给出了全文的结构安排。 1.1 信息隐藏技术的背景和研究意义 二十世纪九十年代以来，网络信息技术在全世界范围内得到了迅猛发展，它极大地方便了人们之间的通信和交流。借助于计算机网络所提供的强大的多媒体通信功能，人们可以方便、快速地将数字信息(数字音乐、图像、影视等方面的作品)传到世界各地，一份电子邮件可以在瞬息问传遍全球。但同时计算机网络也成为犯罪集团、非法组织和有恶意的个人利用的工具。从恶意传播计算机病毒，到非法入侵要害部门信息系统，窃取重要机密甚至使系统瘫痪；从计算机金融犯罪，到利用表面无害的多媒体资料传递隐蔽的有害信息等等，对计算机信息系统进行恶意攻击的手段可谓层出不穷。 因此，在全球联网的形势下，网络信息安全非常重要，一个国家信息系统的失控和崩溃将导致整个国家经济瘫痪，进而影响到国家安全。各国政府和信息产业部门都非常重视网络信息安全的研究和应用。密码技术是信息安全技术领域的主要传统技术之一，是基于香农信息论及其密码学理论的技术，一般采用将明文加密成密文的秘密密钥系统或者公开密钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。但加密技术主要适用于文本的加密，而对音频、视频、图像等多媒体数据类型来说，由于它们的数据量往往很大，如何对超大数据量的多媒体数据进行有效的加、解密仍是一个难题。而且信息加密是利用随机性来对抗密码攻击的，密文的随机性同时也暴露了消息的重要性，即使密码的强度足以使攻击者无法破解出明文，但他仍有足够的手段来对其进行破坏，使得合法的接收者也无法阅读信息内容。随着计算机性能的大幅度提高，软硬件技术的迅速发展，加密算法的安全性受到了严重挑战。 由于加密技术的局限性，最近十几年以来，一种新的信息安全技术——信息隐藏技术(Information Hiding)迅速地发展起来。信息隐藏的渊源可以追溯到古希
不同小波基图像信息隐藏算法的抗攻击性 0 引言 图像信息隐藏技术作为一个新兴的研究领域，横跨数字信号处理、图像处理、语音处理、模式识别、数字通信、多媒体技术、密码学等多个学科。它把一个有意义的信息通过某种嵌入算法隐藏到载体信息中，从而得到隐密载体，非法者不知道这个载体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。隐密载体通过信道到达接收方后，接收方通过检测器利用密钥从中恢复或检测出隐藏的秘密信息。小波分析是图像信息隐藏中非常重要的一个图像处理工具，是图像从时域变换到频域的重要手段。在小波变换中，小波基的选择是非常重要的，可以影响算法的稳定性、安全性和鲁棒性等性能。 1 基于空域的图像信息隐藏 朱冰连【1】等人，针对图像空域最低有效位(LSB)隐藏算法隐藏位置不可靠、健壮性差、实用性不强等问题，充分利用彩色静止图像的多通道特性，以及图像最高有效位(MsB)隐藏信息健壮性强的优势，结合人眼视觉特性提出了一种基于MsB的抗裁剪信息隐藏算法。实验证明，此算法不仅对一般的噪声攻击具有较强的健壮性，而且能有效抵抗裁剪攻击。通过对人眼视觉系统的研究，对于三原色R、G、B，人眼对绿色最敏感，对蓝色最不敏感。据此，作者利用人眼视觉系统特性在RGB图像蓝色分量的MsB隐藏信息。在嵌入前一般要对秘密图像进行预处理。图像置乱是对秘密图像预处理最常用的手段。它主要有两个作用：1)改变秘密图像的统计特性，增强秘密图像隐藏后的不可见性；2)起到对秘密图像加密的作用，在对手不知道置乱密钥的情况下，即使提取出嵌入比特也不能正确恢复秘密信息。，本文提出的嵌人算法不仅具有大的信息隐藏容量，而且信息隐藏后的不可见性好，对常见的高斯噪声攻击和一定的裁剪攻击也具有较强的抵抗能力，具有一定的实用价值。但由于算法本身是建立在图像空间域上的，也不可
内容摘要：在信息技术飞速发展的今天，人们对信息安全给予了更多关注。信息隐藏领域已经成为信息安全的焦点。因为每个Web站点以及网络通信都依赖于多媒体，如音频、视频和图像等。而信息隐藏这项技术将秘密信息嵌入到多媒体中，并且不损坏原有的载体。在没有专门检测工具的情况下，第三方既觉察不到秘密信息的存在，也不知道存在秘密信息。因此密钥、数字签名和私密信息都可以在Internet上安全的传送。本文主要研究信息隐藏在信息技术发展中的推动作用。 关键词：信息安全信息技术信息隐藏隐写术 信息隐藏技术在信息技术发展 中的推动作用 目前，随着因特网的普及、信息处理技术和通信手段的飞速发展，使图像、音频、视频等多媒体信息可以在各种通信网络中迅速快捷的传输，给信息的压缩、存储、复制处理等应用提供了更大的便利。同时，也为信息资源共享提供了条件，目前网络已经成为主要的通讯手段。各种机密信息，包括国家安全信息、军事信息、私密信息（如信用卡账号）等都需要通过网络进行传输，但互联网是一个开放的环境，在其上传输的秘密关系着国家安全、经济发展和个人稳私等方方面面的安全，所以信息安全在当今变得越来越重要。 一、信息安全的类型
信息安全主要有两个分支：加密技术和信息隐藏。 加密技术（Cryptography）已经为人们所熟悉，广泛应用于各行各业。加密技术研究已有多年，有许多加密方法，但是由于加密明确的告知用户，此文件或其他媒介已经进行过加密，窃密者必将利用各种破解工具进行破解，得到密文。虽然加密长度和强度一再增加，但破解工具也在加强。并且由于计算机性能的飞速发展，使解密时间缩短，所以加密术的使用局限性已见一斑。 信息隐藏，信息隐藏可以追溯到公元1499年，它的历史久远。但是直到20世纪90年代，在IT界，人们才赋予了它新的内容，使之成为继加密技术之后，保护信息的又一强有力的工具。信息隐藏与传统的信息加密的明显区别在于，传统的加密技术以隐藏信息的内容为目的，使加密后的文件变得难以理解，而信息隐藏是以隐藏秘密信息的存在为目标。所以科学技术的发展使信息隐藏技术在信息时代又成为新的研究热点。它既发扬了传统隐藏技术的优势，又具有了现代的独有特性。对于研究信息安全方向的学者而言，研究信息隐藏是很有意义的，也是刻不容缓的。 二、信息隐藏的相关研究 在信息隐藏的研究中，主要研究信息隐藏算法与隐蔽通信。在信息隐藏算法中，主要有空间域算法和变换域算法。最典型的空间域信息隐藏算法为LSB算法，最典型的变换域算法是小波变换算法。由于LSB算法的鲁棒性比较差，相关的研究改进工作都是提高其鲁棒性。对于小波变换算法，由于小波变换具有良
信息隐藏主要的分类和应用领域是什么？说明信息隐藏于数字水印的关系？ 信息隐藏技术分为技术隐写术和语义隐写术 技术隐写术：是将秘密传递的信息记录下来，隐藏在特定的媒介中，然后再传送出去的一种技术。采用技术隐写术方法的实例有很多，比如，将信息隐藏在信使的鞋底或封装在蜡丸中，而隐写墨水、纸币中的水印和缩微图像技术也陆续出现在军事应用中。 语义隐写术则是将记录这个行为本身隐藏起来，信息由隐藏的“写”语言和语言形式所组成，一般依赖于信息编码。十六七世纪涌现了许多关于语义隐写术的著作，斯科特提出的扩展AveMaria码就是一种典型的语义隐写方法。语义隐写方法很多，如用音符替代字符在乐谱中隐藏信息，用咒语代表字隐藏信息，还有用点、线和角度在一个几何图形中隐藏信息等，而离合诗则是另一种广泛使用在书刊等文字中的隐藏信息方法。 信息隐藏主要的应用领域： 信息隐藏技术作为一种新兴的信息安全技术已经被许多应用领域所采用。信息隐藏技术的应用主要集中在两个方面：即隐秘通信和数字水印。 当信息隐藏技术应用于保密通信领域时，称为隐蔽通信或低截获概率通信，当应用于Internet秘密信息传输时，常被称为隐写术，当应用于版权保护时通常被称为数字水印技术。而隐秘通信是信息隐藏技术的一个完全不同的应用领域，也不同于信息加密，隐秘通信的目的不
是掩盖通信信息的可读性，而是掩盖通信信道本身的存在性。 1数字内容保护 1）证件防伪：数字水印技术可有效防止证件被伪造，如在照片上附加一个暗藏的数字水印。 2）商标保护：将保密特征加入产品包装的设计中。 3）安全文档：将水印特征加入重要文档中。 4）数据完整性验证：脆弱水印是指对某些处理稳健而对其他处理脆弱的水印。该技术可以用于验证数据是否被篡改。 2隐蔽通信：替音电话技术、匿名通信 3安全监测： 1）数字权限管理 2）媒体桥技术 3）打印控制 4）播放控制 5）电影分级和多语言电影系统 6）隐蔽通信监测 信息隐藏于数字水印的关系： 区别：信息隐藏技术侧重于隐藏容量，对隐藏容量要求较高，对鲁棒性要求不高，而数字水印则侧重于鲁棒性；信息隐藏技术主要应用于隐藏通信，而数字水印技术主要应用于版权保护和内容可靠性认证。联系：信息隐藏技术包括数字水印技术，数字水印技术要将水印嵌入到载体中，就需要用到信息隐藏的算法，把水印隐藏到载体中，两者
一个基于“刚刚-明显-失真”测量的视觉感知调整子带图像编码器的概要文件 摘要：为了表示一幅具有最低可能比特率的高感知质量图像，一种有效的图像压缩算法不仅要消除统计相关性的冗余,还从消除图像信信息里无关紧要的感知成分，在这篇文章里，将要提出一个视觉感知调整部分波段图像编码器的方案，其中一个公正、明显显示失真（JND）或微创明显的失真（MND）配置文件是采用量化感知冗余。该JND配置文件提供了每个被编码信号的失真可见性阈值，低于该阈值重建误差被渲染不易察觉。在由于背景亮度和纹理屏蔽效应而集成阈值敏感度的感知模型基础上，JND文件从分析图像信号的局部属性来估计。根据人体对空间频率的视觉感知敏感度，全频带JND/ MND信息被分解不同的频率子带的JNDMND成分。有了这些部分的配置文件，无关紧要的感知信号在每个子波段都可以被筛选出来，并正确编码我们有用的信息以满足可见度阈值。新的量化保真措施，被称作峰值信号-感知噪声比（PSPNR），拟通过采取评估图像的质量包括考虑明显变形的部分在内。仿真结果表明，这种近乎透明的图像编码可在不到0.4像素内实现。相比于ISO-JPEG标准，所提出的算法可以消除原始图像更多的感性冗余，并且重构图像的视觉质量以低比特率更能被我们所接受。 1. 介绍 我们通常认为当前图像编码技术的表现是不足够接近基本比特率。为了支撑未来要求低限制使图像维持高质量接收，为了支持未来低比特率高图像质量的设备，更高效的算法被人们所期待。在众多达到这个最优性的方法中，感知编码将压缩算法和人类感知机制相连接被认为是最有前途的解决方案，并在最近成为一个重要的研究领域。 这是众所周知的，图像信号的统计是比较非平稳的，重建图像的保真度被人眼所要求的不同是从像素到像素的。通常来说，感知编码的重要任务是有效地使编码算法适应人体人眼的敏感度。各种方法已经被提出将人类视觉系统的某些确定的心理视觉特性（HVS）合并到图像编码算法中。已经作出一些努力来开发HVS的灵敏度到空间频率为适应量化步长频域。其他的努力试图有效地利用空间掩蔽效应来在空间域隐藏失真。然而，由于缺乏一个有效的定量测量评估图像质量和HVS非线性的措施，无图像编码方案尚未充分整合这些心理视觉效果提供一个简单而有效的方法用于消除静止图像的视觉冗余。在最近的图像编码技术评论中，贾扬，提出了感知编码
摘要 随着科技的发展,信息安全技术已经成为不可忽略的因素。而网络的普及及应用，让多媒体技术得到了广泛的发展，因此图像及视频的安全变得越来越重要。本文正是在这种时代背景下，介绍一种关于图像处理的信息隐藏技术。 用于进行隐蔽通信的图像信息隐藏算法可以分为两大类：基于空域的信息隐藏算法和基于变换域的信息隐藏算法。基于空域信息隐藏算法中的典型算法是LSB算法，该算法的主要特点是在载体图像中嵌入的隐藏信息数据量大，但是嵌入位置固定，安全性差，嵌入的隐藏信息易被破坏，鲁棒性不高；基于变换域信息隐藏算法中的典型算法是离散余弦变换域的信息隐藏算法，该算法嵌入信息能够抵御多种攻击，具有较好的鲁棒性，并且嵌入方式多种多样，增加了攻击者提取的难度，具有一定的安全性，但是该类算法嵌入的隐藏信息数据量较小，不适合于进行大数据量的隐蔽通信。 下面对LSB算法原理及LSB算法实现进行了介绍，最后使用MATLAB 对其隐藏过程进行了仿真。 [关键词]信息安全隐藏嵌入信息 I
目录 一、设计要求 (3) 二、设计的目的 (3) 三、设计的具体实现 (3) 3.1 信息隐藏及时空域信息隐藏概述 (3) 3.2 LSB上的信息隐秘 (4) 3.2.1 LSB上信息隐秘的原理 (4) 3.2.2 LSB上的信息隐秘的过程 (5) 3.3运用LSB实现秘密消息的隐藏 (6) 3.4运用LSB实现秘密消息的差异对比 (9) 3.5运用LSB实现秘密消息的提取 (12) 3.6信息隐藏的拓展 (15) 四、心得体会 (16) 五、参考文献 (16)
一、设计要求 1.复习《信息安全技术导论》中有关LSB的相关知识。 2.对其算法进行详细研究与理论分析。 3.利用MATLAB编写程序并仿真结果。 4.设计报告中应包括具体设计原理、设计的详细说明书以 及最终结果。 二、设计的目的 1.了解并掌握LSB信息隐藏和提取的方法，具备初步的独 立分析和设计能力； 2.提高综合应用所学的理论知识和方法独立分析和解决问 题的能力； 3.训练用MATLAB软件编写程序并仿真。 三、设计的具体实现 3.1 信息隐藏及时空域信息隐藏概述 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。 空域隐藏技术是指将秘密信息嵌入数字图像的空间域中，即对像素灰度值进行修改以隐藏秘密信息。 时空域信息隐藏分为：LSB与MSB，LSB对应的中文意思是：最不重要位，有时也称为最低有效位或简称最低位。MSB，
qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqw ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiop 信息隐藏技术及其应用asdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas dfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdf ghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjkl zxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcv bnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqw ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopas
信息隐藏技术及其应用 摘要随着网络与信息技术的高速发展，信息安全越来越受到人们关注，信息隐藏技术应运而生。本文介绍了信息隐藏技术的背景、概念与特征，总结了较为成熟与常见的信息隐藏方法，描述了信息隐藏技术的主要应用领域，分析了信息隐藏技术目前存在的问题，并对其未来发展进行了展望。 关键词信息隐藏；信息安全；隐秘通信；数字水印；应用； 一、信息隐藏技术的背景 信息隐藏的思想可以追溯到古代的隐写术。隐写术是通过某种方式将隐秘信息隐藏在其他信息中，从而保证隐秘信息的安全性。隐写术的应用实例可以追溯到很久远的年代。被人们誉为历史学之父的古希腊历史学家希罗多德曾在其著作中讲述了这样一则故事：一个名为Histaieus的人计划与他人合伙叛乱,里应外合,以便推翻波斯人的统治。为了传递信息，他给一位忠诚的奴隶剃光头发并把消息刺在头皮上,等到头发长起来后,派奴隶出去送“信”,最终叛乱成功。隐写术在历史上有过广泛的应用，例如战争、谍报等方面。 进入现代以来，随着网络的高速发展，越来越多的信息在网络上进行传递，人们通过邮件、文件和网页等进行交流，传递信息。然而在信息传递的快捷与高效的同时，信息的安全性也越来越受到考验。例如网络上的病毒、木马、泄密软件等，还有非法组织以某种目的窃取信息等，都对信息的安全造成了严重的威胁。特别是对于政治、军事和商业等领域，敌对势力之间互相的监控、窃密等都普遍存在，信息传递的安全性至关重要。传统的密码学虽然可以在一定程度上保证信息的安全，但它仅仅隐藏了信息的内容。为隐藏信息所生成的密文通常是杂乱无章的代码或者逻辑混乱的语言，反而更会引起追踪人员和破译人员的注意，增加暴露风险。这成为密码的致命弱点。 另一方面，随着数字技术的迅猛发展和互联网越来越广泛的应用，数字媒体的应用越来越多，基于数字媒体的商业得到了迅速发展，而通过扫描仪等也可以方便的将纸质材料转换为数字材料。与此同时，数字媒体的复制、传播也越来越方便，这为盗版提供了极大的便利，例如网上盗版软件、盗版电子版图书等随处可见，严重破坏了知识产权。因此如何保护数字媒体的知识产权，防止知识产品被非法地复制传播，保证信息的安全，也成为了越来越紧迫的问题。 正是由于上述问题的存在，信息隐藏技术应运而生。 二、信息隐藏技术的原理与特点
信息隐藏技术及应用 1 什么是信息隐藏 信息隐藏(InformatiOn Hiding)：主要研究如何将某一机密信息秘密(Secret Message)隐藏于另一公开的信息(载体、宿主)中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。第三方则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息，从而能保证机密信息的安全。信息隐藏学是一门新兴的交叉学科，在计算机、通讯、保密学等领域有着广阔的应用前景。 信息隐藏是上世纪90年代开始兴起的信息安全新技术，并成为信息安全技术研究的热点；传统通信领域为了保证传递的信息能够不被窃听或破坏，常采用密码来保护信息，即让窃听者无法看到或听懂，但是这种技术的缺点是告诉窃听者这就是秘密信息，特别是随着计算机技术的发展，密码的安全性受到很大挑战。而新的信息隐藏技术是将需要传递的秘密信息，隐藏在一个普通的非秘密消息当中，再进行传输，这样即使窃听者窃听了传输的信息，也只会将其当成普通的消息，而不会怀疑或者无法得知是否有秘密信息的存在。 一般而言，信息隐藏是分为四个阶段：预处理阶段、嵌入阶段、传输阶段和提取阶段。为了使每个阶段都达到安全，
所以必须在预处理阶段，引入加密术中的加密算法。在嵌入阶段，使用基于小波的隐藏信息的算法，在传输阶段，进行隐蔽通信，从而使用传输阶段也是安全的。所以这套信息隐藏的处理方案，将形成一个安全的体系，因此既能隐藏秘密信息的内容，也能隐蔽通信的接收方和发送方，从而建立隐藏通信。信息隐藏的原理如图1。 信息隐藏技术的分类见图2。 信息隐藏不同于传统的加密，传统的加密是研究如何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密码形式进行传递，它仅隐藏了信息的内容；而信息隐藏不但隐藏了信息的内容，而且隐藏了信息的存在。根据信息隐藏的目的和技术要求，该技术存在以下特性： 鲁棒性(Robustness)：指不因图像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。 不可检测性(Undetectability)：指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性。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。 透明性(Invisibility)：这是信息隐藏的基本要求，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，而第三方不易觉察信息的存
信息隐藏技术作业 班级：Y130701 姓名： 学号：
基于信息隐藏技术的研究现状综述 摘要：信息隐藏技术，一类区别于信息加密技术而广泛被研究的隐蔽通信技术。传统的加密技术是通过对秘密信息进行加密，使得得到秘密信息的非法用户，在有限的计算条件下，没有指定的密阴，其根本无法识别秘密信息，而信息隐藏技术的重点不在于无法识别，而在于信息的不可见性。当秘密信息通过隐藏算法处理以后，人们获得的信息只能是普通的图像，并不能确定其中是否隐藏了秘密信息。只有通过一定的计算能力将其中的隐蔽信息提取，从而得到想要的秘密信息，仅仅通过人眼是无法看出是否其所得内容中隐藏了秘密信息。信息隐藏技术被人们熟知的有隐写术、数字水印、信息分存。目前研究比较热门的当数分存中的秘密共享技术以及其与隐写术结合。秘密共享技术有其必然的缺陷，通过和其他隐藏技术的结合使得隐蔽通信更加安全。 关键词：秘密共享；信息隐藏；多项式；视觉密码； 中图法分类号：TP309 文献标识码：A 1 引言 近些年，当加密技术日趋成熟，人们所关心的重点不再是加密算法的复杂性，多变性。人们希望能够通过一种技术使得秘密信息在不可见的情况下秘密传输，对于非法参与者，其秘密信息是不可见的，人眼无法识别所传输的载体中是否隐藏了秘密信息。直接传输隐密载体图像，实质上已经将秘密信息同时传输。传统的信息隐蔽技术常见的有LSB嵌入、MLSB 替换隐写、+K与随机调制隐写、JSteg 隐写、F5隐写等。但这些技术在一定程度上都会改变原载体图像的统计特性，通过计算机参与的统计图像特征，这些隐写技术并不是十分安全的。于是人们想到了分存技术，将秘密信息按一定的规律分割成多个部分，分别存储在多个不同的地方，即使非法参与者得到了少量的共享信息，也无法恢复出秘密信息。 最早的共享方案是由Shamir在1979年提出基于多项式的门限共享方案[1]，同年由Blakley提出基于矢量的共享方案。但此方案仅限于数字，对于图像的话不太适用（产生的共享尺寸太大，如果我们于隐写技术结合要去隐藏这些共享的话），所以Thien and Lin[2]提出了改进方案，其出发点是为了减少所产生共享的尺寸大小。由于图像在网络中传输和人们生活中的多用性，在1995年Shamir和Naor两人将这种共享理念推广到图像领域并很好的运用到生活中提出了可视化秘密共享方案VCS[3]。对于方案中的两大缺陷像素扩展和可视化质量差，大量的学者对此进行了研究。部分学者还提出多秘密共享、灰度图像的共享、彩色图像的共享、图像纵横比不变的方案等。对一些方案所产生的共享为类噪声的无用共享，人们与原有的隐写技术结合，使得共享成为更加不易被检测者发现的普通图像。基于可视化秘密共享的方案和基于多项式的秘密共享方案，都有自身的特色和缺陷，人们根据生活需要，提出了合二为一的混合秘密共享方案，两种方案的合理结合达到人们预想的效果，虽然目前基于二者混合方案的研究内容还不算多，但其效果明显，可见其研究的意义还是很大的。 论文的其余部分安排如下：第二部分主要介绍了基于多项式秘密共享方案；第三部分主要说明了基于可视化秘密共享方案；第四部分简要说明混合秘密共享方案；第五部分为论文总结。 2基于多项式秘密图像共享
编号：10013210439 南阳师范学院2014届毕业生 毕业论文 题目：常见信息隐藏技术的研究 完成人：刘豪一 班级：2010-04 学制：4年 专业：软件工程 指导教师：李争艳 完成日期：2014-03-15
目录 摘要 (1) 0引言 (1) 1信息隐藏技术的概念及特征 (1) 1.1信息隐藏技术的概念 (1) 1.2信息隐藏技术的特征 (2) 1.3信息隐藏的分类 (3) 2常见信息隐藏技术介绍 (3) 2.1隐写术 (3) 2.2数字水印技术 (4) 2.3可视密码技术 (5) 3常见信息隐藏技术算法实现 (5) 3.1隐写术算法概述 (5) 3.1.1时空域算法 (6) 3.1.2变换域算法 (6) 3.1.3压缩域算法 (7) 3.2数字水印技术算法介绍 (8) 3.2.1空域算法 (8) 3.2.2 Patchwork算法 (8) 3.2.3变换域算法 (8) 3.2.4压缩域算法 (9) 3.2.5 NEC算法 (10) 3.2.6生理模型算法 (10) 3.3可视密码技术实现方法 (10) 3.3.1(k，k)可视密码基本矩阵的构造 (10) 3.3.2(k，n)可视密码基本矩阵的构造 (11)
4信息隐藏技术的应用 (11) 4.1数字知识产权保护 (11) 4.2数据完整性鉴定 (12) 4.3数据保密 (12) 4.4资料不可抵赖性的确认 (13) 5信息隐藏技术的发展和未来趋势 (13) 6总结 (13) 参考文献 (14) Abstract (15)
常见信息隐藏技术的研究 作者：刘豪一 指导老师：李争艳 摘要：在信息化时代，随着计算机网络的迅猛发展，信息安全保密工作面临着动态变化的新形势和问题。本文主要介绍了信息隐藏的基本概念，主要特征，研究方法，技术分类等；研究了各种信息隐藏技术的算法实现；对信息隐藏技术的发展及未来趋势进行了分析和评述。 关键字：信息隐藏技术；数字水印；可视密码技术；隐写术 0引言 信息是人类社会和国家发展的重要战略资源。随着科学技术的快速发展，传统媒体内容正在向数字化转变。数据的交换与传输也变得更加快捷。但随之而来的日益严重的知识产权侵犯行为和基于加密的安全措施面临的严峻挑战，使得信息隐藏技术重新焕发活力。信息隐藏是与数学、密码学、信息论、计算机视觉以及其他计算机应用技术等多学科交叉的学科，是各国研究者所关注和研究的热点[1]。在信息隐藏研究中，可以分为基础理论研究、应用基础研究和应用研究。其中基础理论研究是建立图像信息隐藏的理论框架和若干理论模型，解决安全性度量、通信量分析等基本理论问题，以揭示信息隐藏中若干基本矛盾。信息隐藏的应用基础研究主要针对典型应用需求，研究各种信息隐藏算法和评估体系。信息隐藏的应用研究以图像信息隐藏技术的实用化为目的，研究针对各种应用的实用系统。本文通过对信息隐藏的理论研究学习，浅谈下常见信息隐藏技术的应用。 1 信息隐藏技术的概念及特征 1．1 信息隐藏技术的概念 信息隐藏主要研究如何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息(载体)中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。第三方则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息，从而
第一章 1 什么是信息隐藏 信息隐藏是把一个有意义的信息隐藏在另一个称为载体C（cover）的信息中得到隐藏载体（Stego Cover）S，多用的载体可以是文字，图像，声音及视频等。 2 信息隐藏与密码技术的区别 密码技术主要是研究如何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密文进行传递；而信息隐藏则主要研究如何将某一机密信息隐藏于另一公开的信息中，然后透过公开信息的传输来传递机密信息。 3 信息隐藏技术的分类 ①按载体类型分：包括基于文本，图像，声音和视频的信息隐藏技术 ②按密钥分：若嵌入和提取采用相同密钥，则称为对称隐藏算法，否则称为公钥隐藏算法 ③按嵌入域分：主要可分空域（或时域）方法和变换域方法 ④按提取要求分：若在提取隐藏信息是不需要利用原始载体C，则称为盲隐藏：否则称为非盲隐藏，目前主要采用的是盲隐藏技术。 ⑤按保护对象分：主要可分为隐写术和水印技术 4 隐写术与数字水印技术的区别 ①隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送消息，因此它的主要要求是不被检测到和大容量等。 ②数字水印是指嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像，文字，符号，数字等一切可以作为标记和标志的信息，其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹和完整性保护等，因此它的要求是鲁棒性和不可感知性等。 5 信息隐藏技术的特点 ①透明性invisibility 也叫隐蔽性 ②鲁棒性robustness 是指不因图像文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力 ③不可检测性undetectability 指隐藏载体和原始载体具有一致的特性 ④安全性security 指隐藏算法有较强的抗攻击能力 ⑤自恢复性：由于经过一系列操作或变换后，可能会使原图产生较大的破坏，如果只从留下的片段数据仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程不需要宿主信号，则可称为所谓的自恢复性 ⑥对称性：通常信息的隐藏和提取过程具有对称性 ⑦可纠错性：为了保证隐藏信息的完整性，使其在经过各种操作和变换后仍能很好地恢复，通常采用纠错编码方法 6 图 1.3 信息隐藏和提取系统的模型解释 隐藏过程：首先对消息M可以做预处理，这 样形成消息M’，为加强整个系统的安全性， 在预处理过程中也可以使用密钥来控制，然 后用一个隐藏嵌入算法和密钥K1把与处理 后的消息M’隐藏到载体C中，从而得到隐 藏载体S 提取过程：使用提取算法和密钥K2从隐蔽 载体S中提取消息M’，然后使用相应的解密 或扩频解调等解预处理方法由M’恢复出真 正的消息M
《信息隐藏原理及应用》结课论文 《信息隐藏原理概述》 2013——2014第一学年 学生姓名*** 专业班级***班 学生学号********* 指导教师**** 二〇一三年十二月十八日
信息隐藏原理概述 摘要 在信息技术飞速发展的今天，人们对信息安全给予了更多关注。因为每个Web站点以及网络通信都依赖于多媒体，如音频、视频和图像等。随着数字隐藏技术的发展，在特定的应用方面对其技术性能又提出了更高、更具体的要求，在一般的信息隐藏方法中，这些特性都是相互冲突、互相矛盾的而信息隐藏这项技术将秘密信息嵌入到多媒体中，并且不损坏原有的载体。在没有专门检测工具的情况下，第三方既觉察不到秘密信息的存在，也不知道存在秘密信息。因此密钥、数字签名和私密信息都可以在Internet上安全的传送。因此信息隐藏领域已经成为信息安全的焦点。 【关键词】：信息隐藏，网络，信息，稳私，算法
目录 引言 (4) 一、信息隐藏技术的现实意义 (5) 1.1 隐写术(Steganography) (5) 1.2 数字水印技术(Digital Watermark) (6) 1.3 可视密码技术 (6) 二、基本原理 (6) 三、信息隐藏的特点 (7) 3.1 隐蔽性 (7) 3.2 不可测性 (7) 3.3 不可见性 (7) 3.4 不可感知性 (8) 3.5 鲁棒性 (8) 3.6自恢复性 (9) 四、信息隐藏的计算和技术实施策略 (9) 五、信息隐藏技术的应用 (10) 5.1 数据保密通信 (11) 5.2 身份认证 (11) 5.3 数字作品的版权保护与盗版追踪 (11) 5.4 完整性、真实性鉴定与内容恢复 (11) 六、结束语 (12) 参考文献 (13)
信息隐藏总复习 （内容仅供参考，如有遗漏，请自行补充） 第一章 一、信息隐藏的基本概念及特性； 二、信息隐藏、加密的区别与联系； 三、隐写术； 四、数字水印； 五、隐写术与数字水印的区别。 1.信息隐藏的基本概念P1：利用载体中存在的冗余信息（信息空间冗余、通信通道空间、人类感觉系统冗余等）来隐藏秘密对象，以实现保密通信或者实现数字签名和认证。 2.信息隐藏具备的特性P2：不可感知性、不可检测性、容量、鲁棒性、安全性、复杂性。 3.信息隐藏与加密方法比较P1： （1）信息加密是隐藏信息的内容，而信息隐藏是隐藏信息的存在性，信息隐藏比信息加密更为安全，因为它不容易引起攻击者的注意。（区别） （2）信息隐藏打破了传统密码学的思维范畴，从一个全新的视角审视信息安全。与传统的加密相比，信息隐藏的隐蔽性强，在信息隐藏中，可以把这两项技术结合起来，先将秘密信息进行加密预处理，然后再进行信息隐藏，则秘密信息的保密性盒不可觉察性的效果更佳。（联系） 4.信息隐藏的三个重要领域P2：隐写术、数字水印和隐蔽通信。 5.隐写术：定义一，是一种保密通信技术，通常解释为把秘密信息隐藏于其他信
息之中，其中消息的存在形式较为隐秘。定义二，隐写术最常见的用法是将秘密信息隐藏到另一个载体中，载体可以是图像、音频、视频和文本或者其他二进制编码。隐藏的信息可以是纯文本、密码图像或者其他比特流。（P3） 6.数字水印： （1）是指在数字化的内容中嵌入不明显的记号。 （2）被嵌入的记号通常是不可见或不可擦，但是通过一些计算操作可检测或提取。（3）水印与源数据紧密结合并隐藏其中，成为源数据不可分离的一部分，并通过一些不破坏原数据使用价值和商用价值的操作而存活下来。 7.数字水印与隐写术的区别 （1）数字水印所隐藏的信息总是与被保护的数据对象或它的所有者有关，而隐写则可以隐藏任何信息； （2）对于“健壮性”的要求不同，数字水印需要更好的健壮性； （3）在发送者与接受者之间的通信方式不同，隐写术通常是点对点的，数字水印通常是一点对多点的； （4）隐写术专门研究如何隐藏实际存在的信息，隐藏的信息可以与被保护信息无任何关联，而水印并不总需隐藏，如可见水印，隐藏信息与被保护信息之间有密切关系。 第二章 一、信息隐藏的基本原理与分类； 二、隐写术的基本原理与分类； 三、一般的数字水印系统。 1.信息隐藏基本原理：P19
信息隐藏 技 术 综 述
目录 引言 (3) 1信息隐藏技术发展背景 (3) 2信息隐藏的概念和模型 (3) 2.1信息隐藏概念及其基本原理 (3) 2.2信息隐藏通用模型 (4) 3信息隐藏技术特征及分类 (4) 3.1信息隐藏技术的特征 (4) 3.2信息隐藏技术的分类 (5) 4信息隐藏技术方法 (5) 4.1隐写术 (5) 4.2数字水印 (6) 4.3可视密码技术 (6) 4.4潜信道 (6) 4.5匿名通信 (6) 5信息隐藏技术算法 (7) 6信息隐藏技术应用领域 (7) 6.1数据 (7) 6.2数据的不可抵赖性 (7) 6.3 数字作品的保护 (8) 6.4防伪 (8) 6.5数据的完整性 (8) 7 结语 (8) 参考文献 (8)
引言 随着Internet技术和多媒体信息技术的飞速发展，多媒体、计算机网络、个人移动通信技术等进入寻常百姓家，数字化已深入人心。数字多媒体信息在网上传播与传输越来越方便，通过网络传递各种信息越来越普遍。但与此同时也带来了信息安全的隐患问题。信息隐藏是近年来信息安全和多媒体信号处理领域中提出的一种解决媒体信息安全的新方法[1]。它通过把秘密信息隐藏在可公开的媒体信息里，达到证实该媒体信息的数据完整性或传递秘密信息的目的，从而为数字信息的安全问题提供了一种新的解决方法。 1信息隐藏技术发展背景 信息隐藏的思想来源于古代的隐写术，历史上广为流传的“剃头刺字”的故事就是信息隐藏技术的应用。大约在公元前440年，Histaieus为了通知他的朋友发动暴动来反抗米堤亚人和波斯人，将一个仆人的头发剃光后在头皮上刺上了信息，等那仆人头发长出来后再将他送到朋友那里，以此实现他们之间的秘密通信。在16、17世纪还出现了许多关于隐秘术的著作，其中利用信息编码的方法实现信息隐藏较为普遍。历史上信息隐藏的例子还有很多。Willkins采用隐形墨水在特定字母上制作非常小的斑点来隐藏信息。二战期间，德国人发明了微缩胶片，他们把胶片制作成句点大小的微粒来隐藏信息，放大后的胶片仍能有很好的清晰度[2]。 如今，大量的多媒体信息在网络中方便、快捷的传输，方便了人们的通信和交流，但是这些新技术在给人们带来方便的同时也产生了严重的安全问题。为了解决这些问题，引入了加密技术，但是加密技术是将明文加密成一堆乱码，这样就容易激发拦截者破解文件的动机及欲望。为此，人们又引入了信息隐藏技术，即将秘密信息隐藏在不易被人怀疑的普通文件中，使秘密信息不易被别有用心的人发现，从而加强了消息在网络上传输的安全性。 2信息隐藏的概念和模型 2.1信息隐藏概念及其基本原理 信息隐藏是把一个有意义的秘密信息如软件序列号、秘文或信息通过某种嵌入算法隐藏到载体信息中从而得到隐秘载体的过程[3]。它主要是研究如何将某一信息秘密隐藏于另一公开信息中，然后通过公开信息的传输来传递信息。通常载体可以是文字、图像、声音和视频等,而嵌入算法也主要利用多媒体信息的时间或空间冗余性和人对信息变化
数字水印 摘要：随着多媒体技术和网络技术的广泛应用，特别是因特网的飞速发展，对图像、音频、视频等多媒体内容的保护成为迫切需要解决的问题。近年来，数字水印技术开始广泛应用于数字图像，音频，视频和多媒体产品的版权保护。数字水印技术为因特网上图像的版权侵犯、非法复制、泄密和完整性问题提供了一种有效的解决途径。数字水印技术作为版权保护和安全认证的有力工具，已经引起人们广泛的关注。数字水印作为一种信息安全技术，是在数字信息中加入不可见的标记。人们可以通过一定的算法提取此标记，验证信息的所用权。关键字：数字水印；Matlab；算法 随着信息技术的迅猛发展，特别是Internet网络的日益延伸，信息媒体的数字化愈趋广泛。信息的数字化表达为信息的存取提供了显著的便利，极大地提高了信息表达的效率和准确性。借助Internet人们可分布自己的作品、传递重要的信息、进行学术交流以及参与电子商务等。但伴随的安全性问题亦日趋严重，其中数字图像作为一种主要媒体形式，它的安全问题尤为突出。网络技术和多媒体技术的发展，极大地方便了信息交换和资源共享，这种迅捷的信息传播和简易的操作带来了许多新问题，如侵犯版权、信息篡改等。数字水印（digital watermarking）技术是一种为网络资源提供安全保密的有效措施，是一种新的信息隐藏技术。它是将特定的信息嵌入到图像、音频和视频及文本文件等各种数字媒体中，以达到标识、注释及版权保护等目的。同时这种信息对宿主媒体的影响不足以引起人们的注意且具有特定的恢复方法，而且非法接收者是不可见、不可觉察的。由于水印信息并不影响作品的宏观质量，因而它将永久地保存在多媒体作品当中，任何试图从作品中剔除水印都将大幅度破坏原作品。 目前数字水印的研究热点集中在水印的透明性和鲁棒性两个方面。常用的数字水印嵌入算法是空域数字水印嵌入算法和变换域数字水印嵌入算法。空域水印算法就是将水印信息直接嵌入到数字媒体的空间域中，算法具有运算量小，信息嵌入量大、嵌入方法简单等优点，缺点是对于图像处理的鲁棒性较差。变换域水印算法就是对原始图像进行某种变换，在变换域中嵌入水印信息，其中最常用的变换是DCT和DWT变换[6]~[11]，算法具有鲁棒性好，而且可以和国际编码标准很好的结合等优点。