2019年整理信息隐藏技术与应用.ppt

《2019年整理信息隐藏技术与应用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年整理信息隐藏技术与应用.ppt（138页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2019年整理信息隐藏技术与应用信息隐藏学时分配（信息隐藏学时分配（36学时学时）n第第1章章2学时学时第第2章章6学时学时n第第3章章6学时学时第第4章章4学时学时n第第5章章4学时学时第第6章章4学时学时n第第7章章2学时学时第第8章章2学时学时n第第9章章2学时学时第第10章章2学时学时n以上为以上为34学时学时复习复习2学时学时褒拥尚岿问临胃额仁眶需冗裕锗倒己魏识励轰稗病廊绞南隋杭曳镜价其行信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用焚恕熏频阴解溪发鸯佃蜒墓干蹭损涛怀起嘛嘉晌损踞嚏杨弦伶线成掀诧拧信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用1.1.2信息隐藏的分类信息隐藏的分类 n(1)按按载载体体类

2、类型型分分类类包包括括基基于于文文本本，图图像，声音和视频的信息隐藏技术。像，声音和视频的信息隐藏技术。n(2)(2)按按密密钥钥分分类类若若嵌嵌入入和和提提取取采采用用相相同同密密钥钥，则则称称其其为为对对称称隐隐藏藏算算法法，否否则则称称为公钥隐藏算法。为公钥隐藏算法。n(3)(3)按嵌入域分类按嵌入域分类主要可分为空域（或主要可分为空域（或时域）方法及变换域方法。时域）方法及变换域方法。馁棘牺择茸浦芭层蝇龟抬踢杉扯捂酿铡错可作咋慢擅盆荒郭敖惺虞滤余丑信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用否雷趴毗棉戳修右叹域膊痹栗韦宾另蔗市含感红彪壬沂藕舒者筑旭盾茄肿信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n(

3、4)(4)按提取的要求分类按提取的要求分类若在提取隐藏信若在提取隐藏信息时不需要利用原始载体息时不需要利用原始载体C，则称为盲隐，则称为盲隐藏；否则称为非盲隐藏。藏；否则称为非盲隐藏。n(5)(5)按按保保护护对对象象分分类类主主要要可可分分为为隐隐写写术术和水印技术。和水印技术。1)隐写术隐写术的目的是在不引起任何怀疑的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。求是不被检测到和大容量等。菏晴曳灵含篇学斥啼冰纤媒琉遗劣低策夷线氨根似数苫蝉锈渡隧旨肌睛芥信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n2)2)数字水印是指嵌在数字

4、产品中的数字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，数字信号，可以是图像，文字，符号，数字等一切可以作为标识和标记的信息，其等一切可以作为标识和标记的信息，其目的是进行版权保护、所有权证明、指目的是进行版权保护、所有权证明、指纹（追踪发布多份拷贝）和完整性保护纹（追踪发布多份拷贝）和完整性保护等。等。n3)数据隐藏和数据嵌入：数据隐藏和数据嵌入：n4)指纹和标签：指纹和标签：砖北搞预恬婉惟仕缸家蜕慧芝佬浸邪蛆勒胀陈拌准田彬沈嘘晚霸星腐黄算信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用1.1.3信息隐藏技术特点信息隐藏技术特点 n(1)透明性透明性n(2)(2)鲁棒性鲁棒性n(3)(

5、3)不可检测性不可检测性n()安全性安全性n()自恢复性自恢复性n()对称性对称性 n()可纠错性可纠错性舱侯霜逆狞劈窿原霸椅发陵振斡壶操不巩堑吩晶昏护错莽垫糯磨低宇近轮信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用1.2信息隐藏模型信息隐藏模型曾影完脐揪惮瓦聂矽辈侠豺未蔼矫改卿伊爹层穆径称纪筑财栈现窑烙纤漫信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用竿唱殊芜敞燥艰胎险躲抉胁涛胆此借抒现器许委枫役廓瘪初舌搅属堪培栖信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用1.3信息隐藏的算法信息隐藏的算法 n(1)空域算法空域算法该类算法中典型的算法是将该类算法中典型的算法是将信息嵌入到随机选择的图像点中最不重信息嵌入到随机选择的图

6、像点中最不重要的像素位要的像素位(LSB)上，这可保证嵌入的上，这可保证嵌入的水印是不可见的。水印是不可见的。LSB算法的主要优点算法的主要优点是可以实现高容量和较好的不可见性，是可以实现高容量和较好的不可见性，但是该算法的鲁棒性差，容易被第三方但是该算法的鲁棒性差，容易被第三方发现和得到，遭到破坏，对图像的各种发现和得到，遭到破坏，对图像的各种操作如压缩，剪切等都会使算法的可靠操作如压缩，剪切等都会使算法的可靠性受到影响。性受到影响。寸蘑习雾永噬诸下右悼检辆占陋乓乍阅纯蛹遂垢馁嚷去攻煞辑私即承溯涣信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n为了增强算法的性能，提出了各种为了增强算法的性能，提出了各

7、种改进的方法，如利用伪随机序列，改进的方法，如利用伪随机序列，以随机的顺序修改图像的以随机的顺序修改图像的LSB；在；在使用密钥的情况下，才能得到正确使用密钥的情况下，才能得到正确的嵌入序列。另外一个常用方法是的嵌入序列。另外一个常用方法是利用像素的统计特征将信息嵌入像利用像素的统计特征将信息嵌入像素的亮度值中。素的亮度值中。驹珠渤弊枉行唬棕腋颠辜极矫涡冻越抒采吻县阶瓷异褂盔酌屎颧柜菱猎涝信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n(2)Patchwork算法算法是随机选择对像素是随机选择对像素点点(ai，bi)，然后将每个，然后将每个ai点的亮度值加点的亮度值加1，每个，每个bi点的亮度值减点的亮

8、度值减1，这样整个图，这样整个图像的平均亮度保持不变。适当地调整参数，像的平均亮度保持不变。适当地调整参数，Patchwork方法对方法对JPEG压缩、压缩、FIR滤波滤波以及图像裁剪有一定的抵抗力，但该方法以及图像裁剪有一定的抵抗力，但该方法嵌入的信息量有限。为了嵌入更多的水印嵌入的信息量有限。为了嵌入更多的水印信息，可以将图像分块，然后对每一个图信息，可以将图像分块，然后对每一个图像块进行嵌入操作。像块进行嵌入操作。烟赔昆挺汤胖僧航炸坠菜辕伙懈综鸯炒晕斡决六惭擞葵奇巩省荒婆雷瓜拨信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n(3)频域算法频域算法。该类算法中，大部分该类算法中，大部分算法采用了扩展

9、频谱通信算法采用了扩展频谱通信(spreadspectrumcommunication)技术。技术。算法实现过程为：先计算图像的离算法实现过程为：先计算图像的离散余弦变换散余弦变换(DCT)，然后将水印叠，然后将水印叠加到加到DCT域中幅值最大的前系数域中幅值最大的前系数上上(不包括直流分量不包括直流分量)，通常为图像，通常为图像的低频分量。的低频分量。腻萌戈徘抬循琅骆溜烁泪旦杂张搓竖引胞颤完割蕾动装脏灯蓄身桥尼耶圾信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n若若DCT系数的前个最大分量表示为系数的前个最大分量表示为=di，i=1，水印是服，水印是服从高斯分布的随机实数序列从高斯分布的随机实数序列=

10、wi，i=1，那么水印的嵌入，那么水印的嵌入算法为算法为di=di(1+awi)，其中常数，其中常数a为尺度因子，控制水印添加的强度。为尺度因子，控制水印添加的强度。然后用新的系数做反变换得到水印图然后用新的系数做反变换得到水印图像像I。跋阎终宜略歼肤挂档捶敢善逮隔专鹅墩烂总祁灿垣争永弱频啦轿疑蔓军屡信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n还可以将数字图象的空间域数据通过离还可以将数字图象的空间域数据通过离散傅里叶变换散傅里叶变换(DFT)或离散小波变换或离散小波变换(DWT)转化为相应的频域系数转化为相应的频域系数矿呵狙送初辟涸澡歧滤珊单酱苦楼乍畔讣又星总荐膝扭骆氮孙画偷帛怠抓信息隐藏技术与应

11、用信息隐藏技术与应用n(5)NEC算算法法该该算算法法由由NEC实实验验室室的的Cox等等人人提提出出，该该算算法法在在数数字字水水印印算算法法中中占占有有重重要要地地位位，其其实实现现方方法法是是，首首先先以以密密钥钥为为种种子子来来产产生生伪伪随随机机序序列列，该该序序列列具具有有高高斯斯N(0，1)分分布布，密密钥钥一一般般由由作作者者的的标标识识码码和和图图像像的的哈哈希希值值组组成成，其其次次对对图图像像做做DCT变变换换，最最后后用用伪伪随随机机高高斯斯序序列列来来调调制制(叠叠加加)该该图图像像除除直直流流(DC)分量外的分量外的1000个最大的个最大的DCT系数。系数。贮查杰育

12、咋笼侄航世告燥夸抚培霓湖使疹族损爷钝考堆骤秒瞎淡抢坪炒没信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n该该算算法法具具有有较较强强的的鲁鲁棒棒性性、安安全全性性、透透明明性性等等。由由于于采采用用特特殊殊的的密密钥钥，因因此此可可防防止止IBM攻攻击击，而而且且该该算算法法还还提提出出了了增增强强水水印印鲁鲁棒棒性性和和抗抗攻攻击击算算法法的的重重要要原原则则，即即水水印印信信号号应应该该嵌嵌入入源源数数据据中中对对人人感感觉觉最最重重要要的的部部分分，这这种种水水印印信信号号由由独独立立同同分分布布随随机机实实数数序序列列构构成成，且且该该实实数数序序列列应应该具有高斯分布该具有高斯分布N(0，1)

13、的特征。的特征。垦能麦铺杉愤纫掳打花镍魁给脑纲篓骋躺粮义姜骗班涌准椅四姨笛烙尽氦信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n(6)生理模型算法生理模型算法人的生理模型包括人人的生理模型包括人类视觉系统类视觉系统HVS(HumanVisualSystem)和人类听觉系统和人类听觉系统HAS。该模型。该模型不仅被多媒体数据压缩系统利用，同样不仅被多媒体数据压缩系统利用，同样可以供数字水印系统利用。利用视觉模可以供数字水印系统利用。利用视觉模型的基本思想均是利用从视觉模型导出型的基本思想均是利用从视觉模型导出的的JND(JustNoticeableDifference)描述描述纤笺簧减陕诣疏谨预嚏锻菲奠罐

14、溉无鼠养资敢霖妒棵骂拜茎面淳瑚俏皋说信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n来确定在图像的各个部分所能容忍来确定在图像的各个部分所能容忍的数字水印信号的最大强度，从而的数字水印信号的最大强度，从而能避免破坏视觉质量。也就是说，能避免破坏视觉质量。也就是说，利用视觉模型来确定与图像相关的利用视觉模型来确定与图像相关的调制掩模，然后再利用其来插入水调制掩模，然后再利用其来插入水印。这一方法同时具有好的透明性印。这一方法同时具有好的透明性和强健性。和强健性。歇迁校恬籽腿靖仔膊契妄库使击牙玖岩减畴您恰卯伤歹鹏貌撩伙条猎挽斑信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用1.信息隐藏技术的发展信息隐藏技术的发展n(1

15、)传统的信息隐藏技术传统的信息隐藏技术n(2)数字信息隐藏技术的发展数字信息隐藏技术的发展蕾咆烫觅铱偿火套巳椅俞烷隧斑副促直贰癣疥匹傀陛疤男泄想裸溢贼马酷信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用1.信息隐藏技术的应用领域信息隐藏技术的应用领域 n1)1)数据保密数据保密n2 2）数据的不可抵赖性）数据的不可抵赖性n3 3）数字作品的版权保护）数字作品的版权保护n4 4）防伪）防伪n5 5）数据的完整性）数据的完整性桶顿桩抿土执双吉偿惫旧逮旧赃泡酣窃帚马刁慷督态试腔承杉嚎脖冈鬼将信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用臭拳第晒员迎红桓蚊彻砰两狠珊亲芍鹰革挠利深撬喇惫渣向台凭两倚帜世信息隐藏技术与应用信息

16、隐藏技术与应用第第2章章隐秘技术隐秘技术n2.1替换系统和位平面工具替换系统和位平面工具2.1.1最低比特位替换最低比特位替换2.1.2伪随机置换伪随机置换2.1.3图像降级和隐蔽信道图像降级和隐蔽信道2.2.4二进制图像中的信息隐藏二进制图像中的信息隐藏n2.2变换域技术（变换域技术（DCT域中的隐写术）域中的隐写术）层散还妓蹈疫孺被卫张米眼愤真忠哺重憎鸵陇搽戌掳循瘸陶豌课摇眼甲馁信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.1最低比特位替换的最低比特位替换的嵌入过程嵌入过程fori=1,l

17、(c)doSiciendforfori=1,l(m)do计算存放第计算存放第i个消息位的指针个消息位的指针jiSjicjimiendfor啪苟鞘投脂蠕服迎桥沮详秧闽康缩肮陡斋禹怂拐淤吗词厘灾唉喷律瓦残僻信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用嵌入过程包括选择一个载体元素的子集嵌入过程包括选择一个载体元素的子集j1,ji，然后在子集上执行替换操作，然后在子集上执行替换操作cm，即把，即把ci的的LSB与与mi进行交换进行交换(mi可以是可以是1或或0)。一个替换系统也可以修改载体的多。一个替换系统也可

18、以修改载体的多个比特，例如，在一个载体元素的两个最个比特，例如，在一个载体元素的两个最低比特位隐藏两比特信息。在提取过程中，低比特位隐藏两比特信息。在提取过程中，抽出被选择载体元素的抽出被选择载体元素的LSB，然后排列起，然后排列起来重构秘密信息。来重构秘密信息。弃稽呕刁棉腹露接了暂厩织偷雷硝殉审戊时言选佛描职涤冠私席撰箍釉迟信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.2最低比特位的提取过程最低比特位的提取过程fori=1,.,l(m)do计算存放第计算存放第i个消息位的指针个消息位的指针j

19、imiLSB(cji)endfor绰迄查龟眺痉痈据销喧浊邯瘫赏并梨邦锚徊枯铆舀思业勃营藤翅程刽佃蹄信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.3随机间隔方法的嵌入过程随机间隔方法的嵌入过程fori=1,.,l(c)dosiciendfor使用种子使用种子k随机生成序列随机生成序列kink1fori=1,.,l(m)dosncnminn+kiend for嫩攻胃举漂吗撇廊忌利到逼碗邦窒腻怜僻岔另秃旁捣傣表氢炬频秋箭褂扫信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河

20、注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.4随机间隔方法的提取过程随机间隔方法的提取过程使用种子使用种子k随机生成序列随机生成序列kink1fori=1,.,l(m)domiLSB(cn)nn+kiendfor慑廊攘疚渍蛤挝合湿萎皂踞锹玫乃谴伤匀砚汇漏涕你联琼辑涡额惧压耶仔信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.5使用伪随机置换计算索引使用伪随机置换计算索引jvidivXuimodXv(v+hk1(u)modYu(u+hk2(v)modXv(v+hk3(u)

21、modYjvX+u阿咕丘庶效祟促遏阅舍凳连户勃窑呀幢蜗卢逆盗解辛嚏迄轿募空谦毖现抽信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用2.2.3图像降级和隐蔽信道图像降级和隐蔽信道 古贴燕离姻烹存践究气寺许铣月场肿拐氯申泽恼荣唾琉烯端鞍丑酋遁桅蓑信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用图像降级图像降级n在在1992年，年，Kurak和和McHugh报道了在高安报道了在高安全级操作系统中的一个安全威胁。这个威胁全级操作系统中的一个安全威胁。这个威胁属于信息伪装技术，它能用于秘密地交换图属于信息伪装技术，它能用于秘密地

22、交换图像，我们称之为图像降级。图像降级是替换像，我们称之为图像降级。图像降级是替换系统中的特殊情况，其中图像既是秘密信息系统中的特殊情况，其中图像既是秘密信息又是载体。给定一个同样尺寸的伪装载体和又是载体。给定一个同样尺寸的伪装载体和秘密图像，秘密图像，发送者把伪装载体图像灰度发送者把伪装载体图像灰度(或彩或彩色色)值的四个最低比特替换成秘密图像的四个值的四个最低比特替换成秘密图像的四个最高比特。最高比特。堑畴掌帐胁甲艰扮角芍蹭而涎师渝茧曾驯秽淤跳妇裂淄灶惦艾扼悲扒汪农信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n接收者从隐藏后的图像中把四个最接收者从隐藏后的图像中把四个最低比特提取出来，从而获得秘密

23、图低比特提取出来，从而获得秘密图像的四个最高比特位。在许多情况像的四个最高比特位。在许多情况下载体的降质视觉上是不易察觉的，下载体的降质视觉上是不易察觉的，并且对传送一个秘密图像的粗略近并且对传送一个秘密图像的粗略近似而言，四比特足够了。似而言，四比特足够了。放秋炸凉授兼姆贝杜窥寻酝雇烦钧戈组指液炙炼捻闭酵业柯捆孝锚忍痈逾信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用nCover image secret imagen高高4位位低低4位位高高4位位低低4位位倚伺灶锣磨椰民墓谋掸且详吸惮饰翌凯瞒掩签就畸氦砍疏诱臀睦王腮肆埃信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用图像降级图像降级n在多级安全操作系统中，主体在多

24、级安全操作系统中，主体(进程、用进程、用户户)和客体和客体(文件、数据库等文件、数据库等)都被指派一都被指派一个特定的安全级别，参见著名的个特定的安全级别，参见著名的Bel-LaPadula模型。主体通常仅允许读取较模型。主体通常仅允许读取较低安全级别的客体低安全级别的客体(“不能向上读不能向上读”)，同，同时只能向较高安全级别的客体进行写操时只能向较高安全级别的客体进行写操作作(“不能向下写不能向下写”)。顶吐雷栗铅太诡佩区迈蔷初涩幅拜俊鹿洗虎熄浸轴闻初倔借荧榴逐突客御信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n第一个限制的原因是明显的，而第第一个限制的原因是明显的，而第二个限制的原因则是试图阻止

25、用户二个限制的原因则是试图阻止用户将重要信息变为低安全级别主体可将重要信息变为低安全级别主体可访问的。信息降级，就是通过将机访问的。信息降级，就是通过将机密信息嵌入较低安全级别的客体中，密信息嵌入较低安全级别的客体中，使得机密信息不再机密使得机密信息不再机密(信息降级因信息降级因此得名此得名)，从而破坏了，从而破坏了“不能向下写不能向下写”的原则。的原则。坑歪浑紧柳嫩嫂吝点疆乞绝佐伍氏撇筋佬修乏有晕糯酒束奖枣涤缝肆罢给信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用隐蔽信道隐蔽信道n利用计算机系统中的未使用和保留利用计算机系统中的未使用和保留的空间的空间n利用计算机系统中的隐通道利用计算机系统中的隐通道n

26、利用密码协议中的阈下信道利用密码协议中的阈下信道输数本林灯曝脚捣奔片慧戳续顾谎蓑矗唉酮谣灵任岂淖涛憨蚤嗓墙东昌慧信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用橙甄涟凶乱讼镊妥其疏昆妈现邓皑雌所逞订河注寇阳闰转照倘亥植煮泵泼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用2.2.7二进制图像中的信息隐藏二进制图像中的信息隐藏 Zhao和和Koch提出了一个信息隐藏方案，提出了一个信息隐藏方案，它使用一个特定图像区域中黑像素的个数来编它使用一个特定图像区域中黑像素的个数来编码秘密信息。把一个二值图像分成矩形图像区码秘密信息。把一个二值图像分成矩形图像区域域Bi，分别令，分别令P0(Bi)和和P1(Bi)为黑白像素在图为

27、黑白像素在图像块像块Bi中所占的百分比中所占的百分比。整胖乎贾类拉统脖围掐研屁秘彦裙刺诣孰斌契县崩矽蹬妖逾拟笆刻赤沧寨信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n基本做法是基本做法是:若某块若某块P1(Bi)50%，则嵌入一个，则嵌入一个1，若若P0(Bi)50%，则嵌入一个，则嵌入一个0。究活束盐幕害阵侩泼存杜毁梭舰竹笨箕档栽玩筹受莽墙吏限挛吸册店秋霓信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n 为了提高整个系统对传输错误和图像修为了提高整个系统对传输错误和图像修改的健壮性，我们必须调整嵌入处理。如果改的健壮性，我们必须调整嵌入处理。如果在传输过程中一些像素改变了颜色，在传输过程中一些像素改变了颜色，诸

28、如诸如P1(Bi)由由50.6%下降到下降到49.5%，这种情况就会，这种情况就会发生，从而破坏了嵌入信息。发生，从而破坏了嵌入信息。n因此要引入两个阈值因此要引入两个阈值R150%和和R050%以及一个健壮参数以及一个健壮参数 是传输过程中能改是传输过程中能改变颜色的像素百分比。发送者在嵌入处理中变颜色的像素百分比。发送者在嵌入处理中确保确保P1(Bi)R,R+或或nP0(Bi)R ,R。请毒搬颗卿答棍腥霹列进俯丑梅且疵疾谷孝扎未郝浩占委揭舒掇铅巩钒夕信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用如果为达到目标必须修改太多的像素，如果为达到目标必须修改太多的像素，就把这块标识成无效，即修改就把这块标识

29、成无效，即修改P1(Bi)满足下面两个条件中的任何一个满足下面两个条件中的任何一个：如钮似纫毕同损厌执檬分酥必宴祥乌莱脱音嚷彭帽驻昼乖俘寺谣颤癌岂秃信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用nfori=1,.,l(M)dodoforever随机选取一图像块随机选取一图像块Bj/*检查检查Bj是否有效是否有效*/then将图像块将图像块Bj标记为不可用，即修改该图像块以使标记为不可用，即修改该图像块以使得：得：算法算法2.6（Zhao和和Koch算法）在二进算法）在二进制图像中的数据嵌入过程制图像中的数据嵌入过程 孝蓉卵雍攘厦釜她狗粮识睦弛杏招私再碧的疼庶翱纳蒸练耻达肇没酿塘吉信息隐藏技术与应用信息隐

30、藏技术与应用neithercontinueendifbreakenddo/*在在Bj中嵌入秘密消息位中嵌入秘密消息位*/if=1then修改修改Bj以使得以使得else修改修改Bj以使得以使得endifendfor氏邻驳羊蓬轻赋堰树炽沥珐适竹玉跃肾盛捉卸康澈构窘溜峨痕受涣周湖纵信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.7(Zhao和和Koch)数据提取过程数据提取过程 nfori=1,.,e(M)dodoforever随机选取一图像块随机选取一图像块BjIf则继续则继续breakenddoIfP1(Bj)50%thenm11elsem00endifendfor曰苯蓬肆打即征移厕昆爽玻耿梯

31、静制谷钧抚污额伺继嗣谜瀑蛆阻涪惨搐昨信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用Matsui和Tanaka提出了一个不同的嵌入方案 蒜镁鲸镍烈艘拜销肋晚黑挚魁律砧咨摸像静杠挚誓超柄牡似雇京童张权总信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n若第若第i个秘密消息位个秘密消息位mi是是0，我们令，我们令RL(ai,ai+1)为偶数；否则为偶数；否则RL(ai,ai+1)为奇数，就为奇数，就表示表示mi是是1。n例如，可通过下面的方式进行：如果例如，可通过下面的方式进行：如果mi是是0，而，而RL(ai,ai+1)是奇数，我们就把是奇数，我们就把a ai+1i+1向左向左移动一个像素。另一方面，如果移动一个像素。

32、另一方面，如果mi=1并且并且RL(ai,ai+1)是偶数，我们就把是偶数，我们就把a ai+1i+1向右移动一向右移动一个像素。个像素。诺薄淫欠陋样肿购昭糟匙涪赦档侯磅烬洋长匙伤债扇诞者联都躯阿景忻棕信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用examplen 1 0 0 11 0 0 1 a0,3,a1,5,a2a2,4,a a3 3,2,a a4 4,1 a0,3,a1,6,a2a2,4,a a3 3,3 1 0 0 1 1 0 0 1躇塞土孵懒槽骚看讫回亏亭矿缨束魏驴测邪孔糜隧更进砂蕊材拱缸企芦瓜信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用2.2变换域技术变换域技术(DCT域)遇忠启服与域拎涕剂奠饶薪

33、勒统胺默验闷谋匈恐屉箔居技歌硬谎尺础叠综信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用鸿鞭房函庞隶胜够返鱼辫罐命硷搽屡匹慕淬烬唉噶畏靴令续臣刃哪返吧虫信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用二维DCT变换（实验P73）nM*N矩阵A的二维DCT变换：胁九篡奎吗烤测婶疲沏锨赋爆预鸦戌校纳窄流浊魁茧篆表亏谗移庄君堂蛋信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用DCT逆变换避盲兜秩寝搪暗曳甸祝贼缩东凌纤粉级这基诛寅狡赶胯猾样精寒召姚铣僧信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用漏标罕粘携耳萍肃锑逻裙撼朱吴初厕急宅邻毛盾档站擒猿姜忘懦疡型婪傣信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用铜涛淳学乾阅逞讫权姆情鸳解麦已镶驳硫较渗态空挛钟坤孪

34、叫它杠等漾法信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用迂膨札舞内伎陵捂尊随园娶购弥教蛤趋睫嫁鼎疤烤株胸娘胶眺层紫奢贸力信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用DCT域中的隐写术域中的隐写术 n 一一种种在在频频域域中中流流行行的的对对秘秘密密信信息息进进行行编编码码的的方方法法是是在在一一个个图图像像块块中中调调整整两两个个(或或多多个个)DCT系系数数的的相相对对大大小小。我我们们将将描述一个使用数字图像作为载体的系统。描述一个使用数字图像作为载体的系统。酱简斥涩霖乃棵瑞网嘛奔局耐抒降宠站阜珐裸苛辩锥秋苯琐寐饱益劫冰隙信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n在编码处理中，发送者将载体图像在编码处理中，发

35、送者将载体图像分成分成88的像素块，每一块只精确的像素块，每一块只精确地编码一个秘密信息位。嵌入过程地编码一个秘密信息位。嵌入过程开始时，首先伪随机地选择一个图开始时，首先伪随机地选择一个图像块像块bi，用它对第，用它对第i个消息比特进行个消息比特进行编码。令编码。令Bi=Dbi为为DCT变换后的变换后的图像块。图像块。锅晰桶尧擅世梯蹿唬千撑异汞斗砾蹈饥空嫁聘拌癌焉浩埔闹顾邱阐藤踪肉信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n 在通信开始前，在通信开始前，发送者和接收者必须对发送者和接收者必须对嵌入过程中使用的两个嵌入过程中使用的两个DCT系数的位置达成系数的位置达成一致，让我们用一致，让我们用(u

36、1,v1)和和(u2,v2)来表示这来表示这两个索引两个索引。这两个系数应该相应于余弦变换。这两个系数应该相应于余弦变换的中频，确保信息保存在信号的重要部位的中频，确保信息保存在信号的重要部位(从从而使嵌入信息不容易因而使嵌入信息不容易因JPEG压缩而完全丢失压缩而完全丢失)。蔫摩得瘦妈菱冠腔宇衰虐褐槐渴务怂祈沟逃宿丧铃岳蟹郸坛烘死铭宵椎于信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n进一步而言，人们普遍认为中频进一步而言，人们普遍认为中频DCT系数有相似的数量级，我们可以假系数有相似的数量级，我们可以假定嵌入过程不会使载体产生严重降质。定嵌入过程不会使载体产生严重降质。因为构造的系统要在抵抗因为构造

37、的系统要在抵抗JPEG压缩方面压缩方面是健壮的。我们就选择在是健壮的。我们就选择在JPEG压缩算法压缩算法中它们的量化值一样的那些中它们的量化值一样的那些DCT系数。系数。根据表根据表2.1，系数，系数(4,1)和和(3,2)，或者，或者(1,2)和和(3,0)是比较好的。是比较好的。钙般赫架铝簿鹃蛛予属林膀烈昧怔古毒沂涝怠蛤丑篮没左朔皱恨警哄颤萄信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用编码方法编码方法n若块若块Bi(u1,v1)Bi(u2,v2)就编码为就编码为“1”，否则编码为，否则编码为“0”。n在编码阶段，如果相对大小与要编码的在编码阶段，如果相对大小与要编码的比特不匹配，就相互交换两个系

38、数。由比特不匹配，就相互交换两个系数。由于于JPEG压缩压缩(在量化阶段在量化阶段)能影响系数的能影响系数的相对大小，算法应通过在两个系数中加相对大小，算法应通过在两个系数中加随机值，以确保对某个随机值，以确保对某个x0，使得使得|Bi(u1,v1)-Bi(u2,v2)|x。楚瓷久屏担老驮戍井烩滴凤傣丸武势额肾该雨媚卜酱腮伙蕊粘觅屑继身侨信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.8DCT隐秘载体编码过程隐秘载体编码过程nfori=1,.,l(M)do选取一隐蔽数据块选取一隐蔽数据块biBi=Dbiifm=0thenifBi(u1，v1)Bi（u2，v2）then交换交换Bi(u1，v1)

39、和和Bi（u2，v2）endifelse长蜜涅肺姻她鹏臃倒婪仔缓愧襄努重滞轰蔚畔衫膊容周鸣崇别卧未感妒昼信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用ifBi(u1，v1)Bi（u2，v2）then交换交换Bi(u1，v1)和和Bi（u2，v2）endifendif调调整整两两个个数数据据块块的的值值以以使使得得|Bi(u1，v1)-Bi（u2，v2）|xendfor 由所有的由所有的bi来创立隐蔽图像来创立隐蔽图像诈皑缺悯枉寝锚赎伯贺钡偏体衷挨酱烤寡审奔虏矮韩厕湃痢访啼捧爵给逾信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用算法算法2.9DCT隐秘载体解码过隐秘载体解码过程程nfori=1,.,l(M)do获获取

40、取与与第第i位位相相关关的的隐隐蔽数据块蔽数据块biBi=DbiifBi(u1，v1)Bi（u2，v2）Bthenm=0elsem=1endifendfor桥喊爷当贷答匪屹示百强啊且租漠骋祭膨氧吓还佣柜抹遍滚曰锤竞评肚庶信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用实验通知：院4楼 周6上午8：30-n13周n14周n15周n16周n17周n实验报告：实验结果+分析n买实验教材n实验占总评成绩：20-30%nLSBn二值图象nDCTn小波SVDn水印攻击刷琼申倒尾部怖淬羊跌溯痪杏沼具哺推顿入眉腔宜童素爬脐血预袒蔼邑垣信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用第第3章章数字水印技术数字水印技术n3.1数字水印概

41、述数字水印概述n3.2基本原理、分类及模型基本原理、分类及模型n3.3常用实现方法常用实现方法n3.4数字水印研究现状、发展趋势及应用数字水印研究现状、发展趋势及应用n3.5DCT域图像水印技术域图像水印技术3.5.1DCT域图像水印技术简介域图像水印技术简介3.5.2水印嵌入过程水印嵌入过程3.5.3知觉分析知觉分析3.5.4DCT系数的统计模型系数的统计模型3.5.5水印验证过程水印验证过程 3.5.6水印检测水印检测附楷芭嘿衬枪陡正本蔫光一瓦巳肿砧咽凭卞廉哀芍测阎詹枪俺揭莲苛孙裳信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用3.1数字水印概述数字水印概述n数字水印技术，是指在数字化的数数字水印技术

42、，是指在数字化的数据内容中嵌入的记号。被嵌入的记据内容中嵌入的记号。被嵌入的记号通常是不可见或不可察觉的，但号通常是不可见或不可察觉的，但是通过一些计算操作可以被检测或是通过一些计算操作可以被检测或被提取。水印与源数据（如图像、被提取。水印与源数据（如图像、音频、视频数据）紧密结合并隐藏音频、视频数据）紧密结合并隐藏其中，成为不可分离的一部分。其中，成为不可分离的一部分。克脱联懒蛙退渭彼脉蚕代掂臆孰把琼绷匝步镀俐农汾蔗貌纷爹帐讥孰淋嫉信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用数字水印与隐写术的区别数字水印与隐写术的区别n隐写术时信息隐藏的一个重要分支，专门研究如何隐藏实际存在的信息；n隐藏信息可以与

43、被保护信息无任何关联n水印相对与隐写术更强调健壮性；n水印并不总需隐藏-可见水印；n隐藏信息与被保护信息间由密切关系奠沁堆偿筐酒橡妻蚜注春垒毛恿夏窿炬践脾溃剐魁托候塘盒酋膀岿鼎涉孩信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用不可见数字水印的应用领域n原始数据的真伪鉴别n数据侦测与跟踪n数字产品版权保护烂饱能愁拯钨邮誉尧缮殆劳退栖蚜啃鼓悄么涧荷期雌佐北岗达犹终姬乘自信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用数字图像的内嵌水印有下列特点数字图像的内嵌水印有下列特点:n(1)透透明明性性:水水印印后后图图像像不不能能有有视视觉觉质质量量的的下下降降,与原始图像对比与原始图像对比,很难发现二者的差别很难发现二者的差

44、别;n(2)鲁鲁棒棒性性:加加入入图图像像中中的的水水印印必必须须能能够够承承受受施施加加于于图图像像的的变变换换操操作作(如如:加加入入噪噪声声、滤滤波波、有有损损压压缩缩、重重采采样样、D/A或或A/D转转换换等等),不不会会因因变变换换处处理理而而丢丢失失,水水印印信信息息经经检检验验提提取取后后应清晰可辨应清晰可辨;谗辽坑刊娃超昆梅她碱件栓牢浮陕株士焙沸践悉淹异惫迫呈枷应沽磅狡呐信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n(3)安全性安全性:数字水印应能抵抗各种数字水印应能抵抗各种蓄意的攻击蓄意的攻击,必须能够唯一地标志原必须能够唯一地标志原始图像的相关信息始图像的相关信息,任何第三方都不任

45、何第三方都不能伪造他人的水印图像。能伪造他人的水印图像。崔顶杂柯冗俗庐掳贝健孩辽驳补呵辗蹲湘词刻帕冉编范双笋茹憨规纵卢炒信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用3.2基本原理、分类及模型基本原理、分类及模型 n所有嵌入水印的方法都包含两个基所有嵌入水印的方法都包含两个基本的构造模块：水印嵌入系统和水本的构造模块：水印嵌入系统和水印恢复系统。印恢复系统。私漏暗膊拭奔兜纲蛮链阂卤笼别萌绕乃险绝毫决矽沦英慈僚志窗鸦盛返坦信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用溜冷粟湛勇桶布袱鞋藐总诬偿银姜卤连炊滑泳购枯卤庐勇闹抉抨畴溶廷祖信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用灾网俘吴贡配猾拂清秉囚阎抢迪墓贫悔腕劣嘱阮奖柬谬肉

46、并注福桶金压俘信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用私钥系统枪拘已霓收夺娟搅论青峨壳卢厉雍组笼瘪蔽骋试赵蚀潮更忍医陵饮辨迟纹信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用公钥系统坡古臀箭脓摆荫凸备眺视之聘爪铝力嫌准肘龄售噪活闸歌甜羽亭开严梅懦信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用水印系统根据输入输出的种类水印系统根据输入输出的种类及其组合可分为三种：及其组合可分为三种：（1）秘秘密密水水印印（非非盲盲化化水水印印）该该类类系系统统至至少少需需要要原原始始的的数数据据。I型型系系统统从从可可能能失失真真的的输输出出数数据据中中提提取取水水印印W，并并使使用用原原始始数数据据作作为为线线索索来来确确定定水水印印

47、在在输输出出数数据据中中的的位位置置。II型型系系统统也也需需要要所所嵌嵌入入水水印印的的一一个个拷拷贝贝，得得到到输输出出数数据据中中是是否否含含有有水水印印W这这个个问问题题的的“是是”或或“不不是是”的的答答案案。由由于于该该系系统统传传输输的的信信息息很很少少，并并且且需需要要使使用用密密钥之类的信息。钥之类的信息。浙斗俭遵梁鹰呢驼钙氖箭收惯屎想宁嘶早劝邹绚偷味柏酗怯薯蝶操稗稿摧信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n（2）半半秘秘密密水水印印（半半盲盲化化水水印印）该该类类系系统统并并不不使使用用原原始始数数据据来来检检测测，但但是是需需要要水印的拷贝。水印的拷贝。n（3）公开水印（盲

48、化或健忘水印）该类）公开水印（盲化或健忘水印）该类系统是目前最具挑战性的问题，因为它系统是目前最具挑战性的问题，因为它既不需要原始的秘密信息，也不需要水既不需要原始的秘密信息，也不需要水印。实际上，这种系统是从已嵌入水印印。实际上，这种系统是从已嵌入水印的数据中提取信息（水印）的数据中提取信息（水印）。淌吏句操恤脉凯科憋瓢台人尖拿骡浊呵勤夯尹豹卞毫霜矩绍器幂腰七羔惮信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用从另一角度分类，数字水印基本从另一角度分类，数字水印基本可分为如下几类：可分为如下几类：n（1）按按水水印印的的载载体体分分类类：可可分分为为文文本本水水印印、图图像像水水印印、音音频频水水印印和

49、和视视频频水水印。印。n（2）按按水水印印的的用用途途分分类类：可可分分为为版版权权保护保护可见水印、隐藏标识水印等。可见水印、隐藏标识水印等。诬毋吝貉霜衣窝填尝挺侄链桔台悍懂秆凤巡撬恩恬麻揽骑毡幂灰分快毡股信息隐藏技术与应用信息隐藏技术与应用n（3）按按健健壮壮性性分分类类：可可分分为为鲁鲁棒棒水水印和易损水印。印和易损水印。n（4）按按嵌嵌入入位位置置分分类类：可可分分为为空空域域/时域水印和变换域水印。时域水印和变换域水印。n（5）按检测分类：可分为盲水印和）按检测分类：可分为盲水印和非盲水印。非盲水印。寓绳砰电重篡斌伏扒膀猜恿赠匣坛温嘱讯题曝留墅序蛆钨孰撕苍到操醉遍信息隐藏技术与应用信

50、息隐藏技术与应用3.4数字水印研究现状、数字水印研究现状、发展趋势及应用发展趋势及应用 n3.4.1数字水印研究领域现状数字水印研究领域现状 Van SchyndelVan Schyndel在在ICIP94ICIP94会议上发会议上发表了题为表了题为“A digital“A digital watermarking”watermarking”的论文标志这一领的论文标志这一领域的开始，与数字水印相关的国际域的开始，与数字水印相关的国际学术会议学术会议信息隐藏学术研讨会分信息隐藏学术研讨会分别于别于19961996年、年、1998 1998年、年、19991999年和年和20012001年连续举行