多媒体信息隐藏-导论-黄继武.ppt
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2、决数字媒体应用中的安全问题:版权保护、内容认证、涉密信息传输、权保护、内容认证、涉密信息传输、权保护、内容认证、涉密信息传输、权保护、内容认证、涉密信息传输、l l关键词:多媒体关键词:多媒体-对象对象l l关键词:信息安全关键词:信息安全-目的目的l l关键词:关键词:信号处理信号处理-主要方法和手段主要方法和手段相关课程:相关课程:信号与系统、信息论、数字信号处理、程序设计、通信原理、多媒体技术、图像处理、密码学、Graylevel ImagesBinary Images空间分辨率:Xmax,Ymax;灰度分辨率:L 空间分辨率越高,图像细节越精细 灰度分辨率越高,图像亮度层次越好Imag
3、eColor Images:R,G,B,Y,U,VpRGB系统系统表示表示三基色原理三基色原理pYUV系统系统表示:表示:Y,U,V亮度、色度、色饱和度亮度、色度、色饱和度Image不同空间不同空间不同空间不同空间分辨率分辨率分辨率分辨率512512 512512128128 128128256256 25625664646464二值图像二值图像二值图像二值图像 彩色图像彩色图像彩色图像彩色图像 信号长度:T;量化分辨率:LAudioVideo第第 i 帧帧 多媒体信息安全多媒体信息安全信息安全属性(信息安全属性(by ITU-X.800)l l机密性(机密性(Confidentiality)
4、:):To prevent unauthorised disclosure of informationl l完整性(完整性(Integrity):):assurance that data received are exactly as sent by an authorized senderl l可用性(可用性(Availability):):services should be accessible when needed and without delay多媒体信息安全多媒体信息安全信息安全属性(信息安全属性(by ITU-X.800)l l真实性(真实性(Authentication
5、):):assurance that the assurance that the communicating entity is the one it claims to becommunicating entity is the one it claims to bel lentity authenticationentity authenticationl lData-origin authenticationData-origin authenticationl l不可抵赖性(不可抵赖性(Non-Repudiation):protection protection against de
6、nial by one of the parties in a against denial by one of the parties in a communicationcommunicationl lOrigin non-repudiationOrigin non-repudiation:proof that the proof that the message was sent by the specified partymessage was sent by the specified partyl lDestination non-repudiationDestination no
7、n-repudiation:proof that the proof that the message was received by the specified partymessage was received by the specified party信息安全信息安全 “大杂烩大杂烩”要解决的问题:多方面要解决的问题:多方面 出现问题:各个领域出现问题:各个领域 方法和技术手段:多学科方法和技术手段:多学科信信息息安安全全技技术术多多媒媒体体信信息息安安全全多多媒媒体体信信号号处处理理多媒体信息安全的领域划分多媒体信息安全的领域划分 多媒体信息安全:多媒体信息安全:“东北乱炖东北乱炖”
8、多媒体信息安全多媒体信息安全多媒体信息安全包括(但不限于)多媒体信息安全包括(但不限于)l l多媒体加密(多媒体加密(Encryption)l l多媒体信息隐藏(多媒体信息隐藏(Data Hiding)l l多媒体哈希(多媒体哈希(Hash)l l多媒体内容认证(多媒体内容认证(Authentication)l l多媒体取证(多媒体取证(Forensics)l l 原原始始图图像像像像素素完完全全加加密密随随机机置置乱乱部部分分加加密密相关课程:图像处理、密码学、数字信号处理相关课程:图像处理、密码学、数字信号处理原原始始图图像像像像素素完完全全加加密密随随机机置置乱乱部部分分加加密密原始音频
9、原始音频完全加密完全加密30%样本加密样本加密75%样本加密样本加密部分加密部分加密相关课程:数字音频处理、密码学、数字信号处理相关课程:数字音频处理、密码学、数字信号处理多媒体信息安全多媒体信息安全多媒体信息安全包括(但不限于)多媒体信息安全包括(但不限于)l l多媒体加密(多媒体加密(Encryption)l l多媒体信息隐藏(多媒体信息隐藏(Data Hiding)l l多媒体哈希(多媒体哈希(Hash)l l多媒体内容认证(多媒体内容认证(Authentication)l l多媒体取证(多媒体取证(Forensics)l l 多媒体信息安全多媒体信息安全多媒体信息隐藏的基本概念多媒体信
10、息隐藏的基本概念多媒体信息隐藏的基本原理多媒体信息隐藏的基本原理多媒体信息隐藏的主要内容多媒体信息隐藏的主要内容多媒体信息隐藏的应用多媒体信息隐藏的应用主要内容主要内容多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏解决什么安全问题?多媒体信息隐藏解决什么安全问题?l l多媒体版权保护(机密性、可用性)多媒体版权保护(机密性、可用性)l l解决多媒体使用中的传输安全、版权标识、解决多媒体使用中的传输安全、版权标识、解决多媒体使用中的传输安全、版权标识、解决多媒体使用中的传输安全、版权标识、传播控制、盗版追踪传播控制、盗版追踪传播控制、盗版追踪传播控制、盗版追踪l l多媒体信息认证(完
11、整性、真实性、不可否多媒体信息认证(完整性、真实性、不可否认性、可用性)认性、可用性)l l解决多媒体信息的完整性证实和非法篡改检解决多媒体信息的完整性证实和非法篡改检解决多媒体信息的完整性证实和非法篡改检解决多媒体信息的完整性证实和非法篡改检测测测测l l基于多媒体的隐蔽通信多媒体隐写(机密基于多媒体的隐蔽通信多媒体隐写(机密性)性)l l利用多媒体作为伪装,传输秘密信息利用多媒体作为伪装,传输秘密信息利用多媒体作为伪装,传输秘密信息利用多媒体作为伪装,传输秘密信息多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念什么是多媒体信息隐藏?什么是多媒体信息隐藏?l l在可以公开的多媒体中以不可察觉的形
12、式隐在可以公开的多媒体中以不可察觉的形式隐藏藏秘密信息秘密信息的技术的技术l l关键点:多媒体可以公开关键点:多媒体可以公开关键点:多媒体可以公开关键点:多媒体可以公开l l关键点:秘密信息关键点:秘密信息关键点:秘密信息关键点:秘密信息l l关键点:隐藏不可察觉关键点:隐藏不可察觉关键点:隐藏不可察觉关键点:隐藏不可察觉l l属于多媒体信息安全属于多媒体信息安全载体载体多媒体多媒体 秘秘密密信信息息掩密掩密多媒体多媒体 要求:感觉相同、要求:感觉相同、难以检测、难以检测、多媒体信息隐藏多媒体信息隐藏公开媒体公开媒体 秘秘密密信信息息掩密媒体掩密媒体 IMAGE IMAGE WATERMARK
13、WATERMARKDepartment of Department of Electronics and Electronics and Communication Communication EngineeringEngineeringZhongshan UniversityZhongshan University物理信息隐藏方法物理信息隐藏方法l l古代的例子古代的例子l l藏头诗藏头诗l l隐写墨水隐写墨水l l格栅码、报纸码、格栅码、报纸码、多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念水浒传水浒传“吴用智赚玉麒麟吴用智赚玉麒麟”芦花丛中一扁舟,俊杰俄从此地游。义士若能知此理,反躬难逃可
14、无忧。“卢俊义反”多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念研究背景:数字时代信息隐藏问题的提出研究背景:数字时代信息隐藏问题的提出l l数字媒体带来的问题数字媒体带来的问题版权保护的急迫性版权保护的急迫性l l无失真拷贝无失真拷贝无失真拷贝无失真拷贝l l网络快速传输、下载网络快速传输、下载网络快速传输、下载网络快速传输、下载l l传统加密系统的不足传统加密系统的不足l l保密通信问题的安全问题保密通信问题的安全问题l l内容的真实度疑问内容的真实度疑问如何解决这些安全问题?如何解决这些安全问题?多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念隐藏秘密信息的目的隐藏秘密信息的目的l l证实媒体
15、数据的所有权归属:谁的?使用合证实媒体数据的所有权归属:谁的?使用合法否?传播合法否?法否?传播合法否?l l证实媒体数据的完整性:篡改否?证实媒体数据的完整性:篡改否?l l实现隐蔽通信:伪装实现隐蔽通信:伪装l l隐藏标记:视觉效果隐藏标记:视觉效果l l 真实感图形技术真实感图形技术LA TimesLA TimesPhotomontagePhotomontagefrom Dr.Shih-Fu Chang,ISCAS04from Dr.Shih-Fu Chang,ISCAS04+InternetInternet:John Kerry&Jane John Kerry&Jane Fonda(2
16、004)Fonda(2004)A,B:原始图像+我们是否能相信所看见的?我们是否能相信所看见的?多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念信息隐藏名词信息隐藏名词l l原始媒体:原始图象(音频、视频)原始媒体:原始图象(音频、视频)原始媒体:原始图象(音频、视频)原始媒体:原始图象(音频、视频)l l掩密(水印)图象(音频、视频):掩密(水印)图象(音频、视频):掩密(水印)图象(音频、视频):掩密(水印)图象(音频、视频):stego-stego-l l隐藏信息(隐藏信息(隐藏信息(隐藏信息(hidden informationhidden information)、水印)、水印)、水印)
17、、水印(watermarkwatermark)l l宿主系数(宿主系数(宿主系数(宿主系数(host-host-)、载体系数、载体系数、载体系数、载体系数l l嵌入(嵌入(嵌入(嵌入(embeddingembedding)l l检测(检测(检测(检测(extractionextraction、detectiondetection)l l隐藏容量(隐藏容量(隐藏容量(隐藏容量(capacitycapacity)、容载()、容载()、容载()、容载(payloadpayload)l l攻击(攻击(攻击(攻击(attackattack)l l稳健性、鲁棒性(稳健性、鲁棒性(稳健性、鲁棒性(稳健性、鲁
18、棒性(robustnessrobustness)多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念信息隐藏信息隐藏l l信息隐藏:数字密写术信息隐藏:数字密写术l l原始载体:文本、图像、视频、音频、图形、原始载体:文本、图像、视频、音频、图形、数据、数据、DNA系列、系列、l l可隐藏的信息:数字序列、文字、声音、图可隐藏的信息:数字序列、文字、声音、图形、图像、形、图像、多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念信息隐藏模型:囚犯问题信息隐藏模型:囚犯问题多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念信息隐藏可能性:数据冗余信息隐藏可能性:数据冗余l l信息冗余(信息冗余(redundancy)
19、:多媒体数据的相):多媒体数据的相关关无损压缩无损压缩l l感知冗余:一定程度的失真难以被感知感知冗余:一定程度的失真难以被感知 有有损压缩损压缩l l应用:部分应用环境允许一定的失真应用:部分应用环境允许一定的失真相关课程:图像处理、多媒体技术相关课程:图像处理、多媒体技术 2 gray levels 5 gray levels 31 gray levelsOriginal+=+=By J.FridrichOriginalOriginal 31 gray 31 gray levels levels多媒体信息隐藏基本概念多媒体信息隐藏基本概念信息隐藏的分类信息隐藏的分类l l隐写隐写l l以传
- 配套讲稿:
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