3数字水印攻击实验

一、实验目的：(1)掌握数字水印攻击的原理；(2)熟悉木马攻击的基本过程及危害。

二、实验内容以及步骤：1、LSB图像数字水印算法嵌入、提取与攻击（1）选择bmp格式的图片作为水印的载体，并选取好要隐含的信息文件（2）生成嵌入水印后的图像，并与原图象对比（3）运用LSB算法提取图像中的水印信息（4）输入错误密码提取信息，出现乱码，与原隐含信息不符（5）输入正确密码提取的隐含信息与原信息对比，与原嵌入信息一致（5）对嵌入水印后的图像进行攻击（7）攻击后再次谁水印图像进行提取隐含信息攻击后隐含信息与原隐含信息不符合，出现乱码2、DCT图像数字水印算法嵌入、提取与攻击（1）用DCT算法对图像进行水印嵌入（2）嵌入水印前后图像对比（3）提取水印信息（4）对DCT算法生成的水印图像进行攻击（5）攻击后再次提取隐含信息，出现乱码三、思考题：1、思考木马攻击的基本过程答：木马攻击一般过程：从本质上看，木马都是网络客户/服务模式，它分为客户端和服务端，其原理是一台主机提供服务，另一台主机接受服务，作为服务器的主机一般都会打开一个默认的端口进行监听。

如果有客户机向服务器的这一端口提出连接请求，服务器上的响应程序就会自动运行，来应答客户机的请求。

这个程序被称为守护进程。

从进程上看大致可分为六步：1、木马的配置2、木马的传播3、木马的自启动4、木马的信息泄露5、建立连接6、远程控制四、实验总结：1、在此次试验中，我们学会运动LSB算法和DCT算法对图像进行水印加密，提取隐含信息，水印攻击等应用。

还学习了一下木马攻击的基本过程2、在此次试验中，我们没有遇到大的问题，只是在进行不同算法水印的时候进行对比，看两种算法有何不同3、试验中我们不但要懂得如何操作，要知其然，更要知其所以然，懂得试验的原理和步骤。

数字水印的攻击与反攻击张新红河南大学计算机学院, （475001）E-mail （hnkfzxh@ ）摘 要： 数字水印技术近年来得到了广泛的研究。

新的水印算法不断提出，同时新的攻击方法也不断出现。

对水印攻击的研究促进和推动了数字水印技术的发展。

在简单介绍了图像数字水印的一些基础理论后，系统地回顾了各种数字水印的攻击算法，对攻击算法进行了分类，并根据对水印的攻击分别对水印设计、嵌入和检测三个阶段中水印的反攻击方法进行了分析。

介绍并分析了一些常见水印评测工具。

最后对目前水印研究的现状提出了一些看法。

关键词：数字水印；攻击；反攻击1. 引 言随着国际互联网、电子商务的快速发展，工业界、商业界都对多媒体市场中的知识产权(IPR)保护问题提出了迫切的需求。

自九十年代初以来，数字水印和信息隐藏已经迅速发展成为一个单独地研究领域，出现了大量的算法[1-3]。

1996年首次召开了关于信息隐藏的国际学术会议。

近年来对数字水印的攻击也得到了广泛的研究。

显然，这些攻击算法的研究将有助于数字水印技术的发展。

本文对已经出现的一些数字水印攻击与反攻击算法进行了总结和分析，我们希望能像在密码学领域中那样，通过对数字水印的攻击与反攻击的研究，为以后进一步提出新的数字水印理论和算法打下良好的基础。

本文的第2节简单介绍了图像数字水印的一些基础理论。

然后在第3节系统地讨论了各种数字水印的攻击与反攻击算法，并对这些算法给出了分类。

第4节对几个常见的基准程序(Benchmark)软件进行了分析，最后，第5节对全文进行了总结。

2. 数字水印技术2.1 数字水印算法为了方便以后的讨论，本文对将要用到的数学符号做如下的定义：I 表示原始图像，M 表示水印信息，K 表示密钥或公钥，I’表示嵌入水印以后的图像，M’表示提取出的水印信息。

根据图像数字水印算法的输入和输出的不同，可以把他们分为下面几类：（1）私有系统这个系统至少需要原始图像I 。

第1篇一、实验背景随着信息技术的飞速发展，数字图像的传播和应用越来越广泛。

然而，随之而来的数字图像篡改、盗版等问题也日益严重。

为了保护数字图像的版权和知识产权，数字水印技术应运而生。

本次实验旨在通过实践，了解数字水印的基本原理，掌握数字水印的嵌入和提取方法，并探讨其在实际应用中的可行性。

二、实验目的1. 了解数字水印的基本概念和原理。

2. 掌握数字水印的嵌入和提取方法。

3. 分析数字水印的性能，如鲁棒性、透明性等。

4. 探讨数字水印在实际应用中的可行性。

三、实验原理数字水印是一种将特定信息（如版权标识、作者信息等）嵌入到数字图像中的技术。

嵌入过程中，水印信息被编码后，以某种方式与图像数据混合，形成新的图像。

提取过程中，通过特定的算法，可以从混合后的图像中提取出水印信息。

数字水印的嵌入方法主要有以下几种：1. 扩展频域法：在图像的频域中嵌入水印，如DCT变换、DWT变换等。

2. 扩展时域法：在图像的时域中嵌入水印，如像素替换、空域插值等。

3. 扩展空域法：在图像的空域中嵌入水印，如嵌入像素、嵌入像素块等。

数字水印的提取方法主要有以下几种：1. 基于图像特征法：根据图像特征提取水印，如纹理特征、颜色特征等。

2. 基于信号处理法：利用信号处理技术提取水印，如时频分析、小波分析等。

四、实验步骤1. 选择实验图像：选择一幅具有代表性的数字图像作为实验对象。

2. 选择水印算法：根据实验需求，选择合适的数字水印算法。

3. 嵌入水印：将水印信息嵌入到实验图像中，生成新的混合图像。

4. 提取水印：从混合图像中提取出水印信息。

5. 性能分析：分析数字水印的性能，如鲁棒性、透明性等。

6. 实际应用探讨：结合实际应用，探讨数字水印的可行性。

五、实验结果与分析1. 嵌入水印：实验中选择了基于DCT变换的数字水印算法，将水印信息嵌入到实验图像中。

通过观察混合图像，发现水印的嵌入过程对图像质量的影响较小，透明性较好。

2. 提取水印：从混合图像中提取出水印信息，验证水印的提取效果。

数字⽔印常见攻击类型汇总，噪声，缩放，旋转，剪切（附matlab代码）数字⽔印技术作为信息隐藏技术的⼀种，不可见性和鲁棒性是它的两个主要特点，通常在⽔印嵌⼊时需要确定⽔印的嵌⼊量，来平衡不可见性和鲁棒性之间的关系，若嵌⼊量过⼩，不可见性好⽽鲁棒性差，若嵌⼊量过⼤，则不可见性差⽽鲁棒性强，嵌⼊量最佳的取值可以通过遗传算法来确定，现在常⽤的有蚁群算法，果蝇算法，粒⼦群算法等等。

对于不可见性，我们可以直观地⽤视觉来判断，⽽对于鲁棒性，我们⽆法直接的判断⼀个⽔印算法的鲁棒性强弱，需要进⾏⼀系列的攻击测试，来判断其鲁棒性。

下⾯，我将介绍数字⽔印常见的⼏种攻击类型，分别从理论，代码和实例来展开。

1. 常见的攻击类型按照攻击原理可以将攻击类型分为四⼤类：简单攻击，同步攻击，削去攻击，混淆攻击。

（1） 简单攻击简单攻击是试图对整个⽔印化数据（嵌⼊⽔印后的载体数据）进⾏操作来削弱嵌⼊的⽔印的幅度（⽽不是试图识别⽔印或分离⽔印），导致数字⽔印提取发⽣错误，甚⾄根本提不出⽔印信号。

常见的有：压缩（JPEG，MPEG）、噪声（2）同步攻击同步攻击是试图破坏载体数据和⽔印的同步性，被攻击的数字作品中⽔印仍然存在，⽽且幅度没有变化，但是⽔印信号已经错位，不能维持正常⽔印提取过程所需要的同步性。

同步攻击通常采⽤⼏何变换⽅法。

同步攻击⽐简单攻击更加难以防御。

因为同步攻击破坏⽔印化数据中的同步性，使得⽔印嵌⼊和⽔印提取这两个过程不对称。

常见的有：缩放，剪切，旋转（3）削去攻击削去攻击试图通过分析⽔印化数据，估计图像中的⽔印，将⽔印化数据分离成为载体数据和⽔印信号，然后抛弃⽔印，得到没有⽔印的载体数据，达到⾮法盗⽤的⽬的。

常见的有：合谋攻击（4）混淆攻击混淆攻击是试图⽣成⼀个伪源数据、伪⽔印化数据来混淆含有真正⽔印的数字作品的版权常见的有：IBM攻击（这⾥主要介绍前两种，简单攻击和同步攻击。

）2. 理论知识及代码2.1 压缩图像的JPEG压缩内容⽐较多，后⾯有机会了单独开⼀个帖⼦写吧。

水印嵌入容量分析及攻击方式第一篇：水印嵌入容量分析及攻击方式影响图像数字水印的重要参数为了说明影响水印的一些重要参数, 我们有必要先了解一般的水印嵌入和检测方案。

图1 说明了水印的嵌入过程。

假定一幅图像I, 水印W 和随机的密钥K, 嵌入过程可以定义如下的映射公式: I×K×W →I ∧。

图2 说明了水印的检测过程, 它的输出要么是提取出的水印W ′, 要么是能说明被测试的图像中是否存在指定的水印。

图2 数字水印检测各种水印系统按其检测水印时的输入输出可以分为:(1)私有水印系统检测水印时需要原始图像, 它可以分为两种类型, É 类型能在测试图像中提取水印W ′(即: I×I ∧ ×K→W ′), Ê 类型说明测试图像中是否存在某一水印(即: I×I ∧×K×W →{0, 1})。

由于这种水印方案只传递很小的水印信息, 且检测时要求访问原始图像, 因此比其它的水印方案鲁棒性强。

(2)私有水印检测水印时不需要原始图像, 但能说明测试图像中是否存在某一水印(即: I×K×W →{0, 1})。

这种水印方案可以在法庭上证明产品的所有权及版权控制(如用户在使用DVD 时需要知道某一内容能否播放), 现在提出的大多数水印方案都可以归为此类。

(3)半公开水印检测水印时需要一个依赖于原始图像的密钥, 这种水印一般不认为是公开的, 它的应用范围受到了较大的限制。

(4)公开水印(盲水印)由于检测时既不需要原始图像I 也不需要嵌入的水印W , 但能从测试图像中提取出nbits 的信息(即: I ×K→W ′), 它的研究是一个富有挑战性和应用广泛的课题。

各种不同的水印系统最重要的性能是鲁棒性(抵御各种无意或有意去除图像中所嵌入水印的能力), 而鲁棒性主要依赖于以下几个重要参数: a1 嵌入信息的数量这是一个重要的参数, 因为它直接影响水印的鲁棒性。