实验五信息隐藏网络与信息安全实验报告.pdf

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1、百度文库 - 好好学习，天天向上实验五 信息隐藏同组实验者练习一实验目的实验人数系统环境网络环境实验工具实验类型信息隐藏位图法1.了解信息隐藏的基本知识； 2.理解 BMP 图像格式的编码方式； 3.学会使用位图法在 BMP 图片中嵌入和提取信息每组 2 人Windows交换网络结构ASCII 码表；UltraEdit-32；Unicode 编码表设计型实 验 日 期成 绩一、实验原理一、实验原理详见“信息安全实验平台”，“实验 7”，“练习一”。二、实验步骤二、实验步骤本练习主机 A、 B 为一组， C、 D 为一组， E、 F 为一组。 首先使用“快照 X”恢复 Windows系统环境。一

2、分析 BMP 图像文件头和信息头（1） 单击工具栏“UE”按钮， 打开 C:ExpNISEncrypt-LabToolsWatermarkBMP目录下的文件。（2）首先根据表 1 找到图像文件头和图像信息模块，填写表2 内容。表 1 bmp 图像文件头和图像信息表00000001（2 字节）BMP 文件头（14 字节）00020005（4 字节）00060009（4 字节）000A000D（4 字节）图像信息头（共 40 字节）000E0011（4 字节）00120015（4 字节）00160019（4 字节）001A001B（2 字节）001C001D（2 字节）001E0021（4 字节）

3、00220025（4 字节）00260029（4 字节）002A002D（4 字节）文件标识，为字母 ASCII 码“BM”文件大小，高位高字节保留字，每字节以“00”填写记录图像数据区的起始位置，为 36H图像描述信息块大小，常为 28H图像宽度图像高度图像的位面数，该值总为 1记录像素的位数，图像的颜色数由该值决定数据压缩方式(0：不压缩；1：8 位压缩；2：4 位压缩)用字节数表示的图像数据的大小，该数必须是 4 的倍数，数值上等于图像宽度图像高度每个像素位数水平每米有多少像素，在设备无关位图(.DIB)中，每字节以 00H 填写垂直每米有多少像素，在设备无关位置(.DIB)中，每字节以

4、 00H 填写-1百度文库 - 好好学习，天天向上002E0031（4 字节）00320035（4 字节）图像所用的颜色数对图像显示有重要影响的颜色索引的数目。如果是 0,表示都很重要颜色表的大小根据所使用的颜色模式而定：2 色图像为 8 字节；16 色图像位 64 字节；颜色表（非必有）256 色图像为 1024 字节；24 位真彩色图像则没有颜色表这一块。其中，每 4 字节表示一种颜色，并以 B(蓝色)、G(绿色)、R(红色)、alpha(32 位位图的透明度值，一般不需要)。即首先 4 字节表示颜色号 1 的颜色，接下来表示颜色号 2 的颜色，依此类推。颜色表接下来位为位图文件的图像数据

5、区， 在此部分记录着每点像素对应的颜色号， 其记录方式也随颜色模式而定，即2 色图像每点占 1 位（8 位为 1 字节）； 16 色图像每点图像数据区占 4 位（半字节）；256 色图像每点占 8 位（1 字节）；真彩色图像每点占24 位（3 字节）。所以，整个数据区的大小也会随之变化。究其规律而言，可得出如下计算公式：图像数据信息大小=（图像宽度*图像高度*记录像素的位数）/8。表 2整个文件的大小从文件开始到图像数据区之间的偏移量每个像素的位数压缩类型图像数据的大小二位图法隐藏和传递信息（ 1 ） 本 机 首 先 将 要 隐 藏 和 传 递 的 原 始 信 息 记 录 下 来_。（2）对原

6、始信息进行编码转换，要求：如果要传输中文，打开汉字Unicode 编码表，按照对应规则将它们转换为十六进制代码，再转换为二进制代码；如果要传输英文，打开ASCII 码对照表，按照对应规则将它们转换为十六进制代码，再转换为二进制代码。请 将 转 换 完 成 的 信 息 代 码 （ 二 进 制 代 码 ） 记 录 在 这 里_。原始信息长度是_个字符，这个长度的二进制值是_。原始信息文字类型（即文件标识符）_，其二进制值是_。（3）将原始信息长度代码和文字类型代码追加至原始信息中，然后利用位图法修改BMP 图像对应的位，完成信息嵌入工作，具体操作如下：使用 UltraEdit 打开图片 pic1p

7、ic5 中的任意一张，找到图像数据区的开始位置。利用位图法修改 BMP 图像，将转换后的信息长度代码和信息代码嵌入到BMP 图片中，并观察图像视觉上是否有变化，然后将该图片发送到同组主机D:WorkPicture 共享目录下。（4）同组主机收到图片后，使用UltraEdit 打开该图片，首先找到图像数据区的开始位置，读出文字类型_和传输信息的长度_。利用位图法提取隐藏在图片中的数据信息，请将提取出来的二进制代码记录在下面_。（5）根据隐藏信息的文字类型，将提取出来的二进制代码反向翻译成明文信息，并将明文信息记录在下面: _。（6）确定提取出的最终明文信息与原文相一致。-2百度文库 - 好好学习

8、，天天向上练习二实验目的LSB 水印算法1.了解数字水印； 2.熟悉 LSB 算法基本原理； 3.学会使用 LSB 水印工具对图像进行水印嵌入和提取工作；4.通过对 LSB 算法源码的剖析，加深对LSB 算法的理解实验人数系统环境网络环境实验工具实验类型每组 2 人Windows交换网络结构LSB；UltraEdit-32；VC+验证型一、实验原理一、实验原理详见“信息安全实验平台”，“实验 7”，“练习二”。二、实验步骤二、实验步骤本练习主机 A 和 B，C 和 D，E 和 F。首先使用“快照 X”恢复 Windows系统环境。（1）所有主机进入实验平台， 单击工具栏“LSB”按钮，进入ls

9、b 工作目录，可输入命令“lsb -h”查看 lsb 帮助，对部分参数使用说明如下：-i 查看一张 BMP 图片基本信息及其嵌入数据容量。 在 BMP 图片中嵌入信息，信息可以是bmp 图片，也可是文本文件。-x 从 BMP 图片中提取水印信息。使用 lsb 工具查看picture 目录中的文件大小 _字节，其最多可以嵌入_字节数据。启动密码工具，进入“加密解密”“MD5 哈希函数”“生成摘要”页签，计算图像文件picture/的文件摘要。的文件摘要是：_。（2）备份图片，名为。（3）将嵌入至图像文件中，在成功完成嵌入操作后，再次查看文件大小 _字节，对比嵌入前后图像大小变化情况_。浏览和嵌入

10、水印后的图像，视觉上对比图像变化。用 UltraEdit 同时打开两张图片，选择“文件”“比较文件”，然后在弹出的比较文件对话框中选择“二进制”，单选“比较”按钮打开文件比较页面。 UltraEdit 会用特殊颜色标出两张图片数据的不同之处。（4）通过邮件将发送给同组的另一位同学。（ 5 ） 接 收 同 组 主 机 发 送 的 文 件 ， 更 名 为 ， 保 存 到 本 地C:ExpNISEncrypt-LabToolsWatermarkLSBpicture目录中，然后从文件中提取出水印文件( 不 要 覆 盖 原 始 文 件 ， 起 名 为 。 然 后 计 算 提 取 的 水 印 文 件 摘

11、要 ：-3百度文库 - 好好学习，天天向上_，对比水印文件摘要内容与之前文件摘要，结果是否一致？_。练习三实验目的实验人数系统环境网络环境实验工具实验类型DCT 水印算法1.了解 DCT 图像变换的基本步骤；2.了解 DCT 水印算法的基本原理每组 1 人Windows交换网络结构Puff；UltraEdit-32；密码工具验证型一、实验原理一、实验原理详见“信息安全实验平台”，“实验 7”，“练习三”。二、实验步骤二、实验步骤本练习单人为一组。首先使用“快照 X”恢复 Windows系统环境。一嵌入并提取水印（1）进入DCT 工作目录 C:ExpNISEncrypt-LabToolsWate

12、rmarkDCT ，首先对水印文件 picture进行文件摘要计算： 启动密码工具， 进入“加密解密”“MD5 哈希函数”“生成摘要”页签，导入文件，生成摘要。文件摘要是：_。（2） 单击工具栏“PuFF”按钮， 打开 Puff 水印工具。 单击按钮开始水印嵌入。 在 HidingStep 1 页中单击“Add Files”按钮，选中水印文件，单击“Next”按钮，输入并确认你的密码，注意这里要求密码至少是16 字节，然后选择对于水印的压缩等级，默认Medium 即可，当然也可以选择其它等级。 单击“Next”按钮需要添加载体图片， 单击“Add Carriers”按钮，添加文件 pictur

13、e文件（其中 X 表示文件序号） ，单击“Next”按钮，选择嵌入水印后的图片保存至D 盘根目录。若以上操作均成功，Puff 会显示类似图 1 所示信息。图 1 水印嵌入报告（3）水印嵌入完成后，打开嵌入前后的两张图片，比对它们在视觉上是否有差异。用UltraEdit 同时打开两张图片， 选择“文件”“比较文件”，然后在弹出的比较文件对话框中选择“二进制”，随后单击“比较”按钮打开文件比较页面。 UltraEdit 会用特殊颜色标出两张图片-4百度文库 - 好好学习，天天向上数据的不同之处。（4） 单击 Puff 工具的按钮， 按照提示分别添加已嵌入水印的图片， 输入和确认密码，选择 “Ext

14、ract All”提取水印文件到D 盘根目录。计算提取的水印文件的文件摘要：_。（5）使用 UltraEdit 同时打开两水印文件（原始和提出） ，比对它们的二进制，查看它们是否有所不同。练习四实验目的实验人数系统环境网络环境实验工具实验类型主动水印攻击1.了解水印攻击原理；2.学会使用一些简单的攻击方法每组 3 人Windows交换网络结构LSB；Puff；UltraEdit-32设计型一、实验原理一、实验原理详见“信息安全实验平台”，“实验 7”，“练习四”。二、实验步骤二、实验步骤本练习主机 A、B、C 为一组，D、E、F 为一组。下面以主机 A、B、C 为例，说明实验步骤。首先使用“快

15、照 X”恢复 Windows系统环境。实验角色说明如下：实验主机主机 A、D主机 B、E主机 C、F实验角色信息发送者水印攻击者信息接收者一手动攻击说明：这里的手动攻击是一种模拟攻击方法，在实际应用中可能并不会采用。其方法是在水印图片中随意修改一小段代码，不会导致影响图片的视觉效果，然后检测算法的鲁棒性。（1）每台主机首先使用 LSB 工具，在 bmp 图片中嵌入水印。（2）使用 UltraEdit 打开嵌入水印后的图片，任意修改其中的若干行代码，然后保存。（3）再次使用 LSB 工具提取水印，将提取结果填入表1。（4） 使用 UltraEdit 工具打开原始水印文件和提取的水印文件进行对比，

16、 查看对比结果。二多水印攻击说明：多水印攻击是一种较为简单的水印攻击方法，它主要是通过在一张已经有水印存在的图片上继续添加水印，达到打乱图像内水印数据的目的，使得利用原算法无法提取水印或提取的水印不完整。在本实验的具体应用中， 对于 LSB 或 DCT 算法，都可以进行多水印攻击。 信息发送者-5百度文库 - 好好学习，天天向上先在一张 BMP 或 JPG 图片中嵌入水印文件， 将图片传给水印攻击者。 水印攻击者根据图片格式选择一种水印工具，然后在这张图片中嵌入水印攻击文件，将图片传给信息接收者。信息接收者接收到图片后，将水印提取出来。结果很可能是无法看到信息发送者所嵌入的水印。在实际应用当中

17、，对于一张图片，即使它已经嵌入了水印，我们也无法得知它所使用的是哪一种具体算法。 因为即使是 LSB 或 DCT 算法， 它们所代表的也都是一大类算法的总称，它们下面的具体算法会有不同，所以多水印攻击对于不同的情况，效果可能会有所不同。（1）主机 A、B 和 C 三名同学协商使用 LSB 或 Puff 两种工具中的一种做实验。（2）主机 A 按照练习二或练习三的方法，在一张BMP 或 JPG 图片中嵌入水印，然后传送给主机 B。（3）这里主机 B 充当水印攻击者，他根据图片格式选择对应的水印工具再在这张图片中嵌入一个水印，然后将图片传给主机C。（4）主机 C 接到图片后，将水印提取出来，将结果填入表1。表 1攻击方式手动攻击多水印攻击多水印攻击攻击对象（算法工具）LSBLSBPuff攻击结果-6