信息隐藏技术与应用2.ppt

信 息 隐 藏 技 术 与 应 用 第 2 章 隐秘技术 Sunziwen 2008.2 第 2 章 隐秘技术 信息伪装方法分类： 替换系统：用秘密信息替代伪装载体的冗余部分； 变换域技术：在信号的变换域嵌入秘密信息； 扩展频谱技术：采用了扩频通信思想； 统计方法：通过更改伪装载体的若干统计特性对信息进行编码，并在提取过程中采用假设检验方法； 失真技术：通过信号失真来保存信息，在解码时测量与原始载体的偏差； 载体生成方法：对信息进行编码以生成用于秘密通信的伪装载体。 隐秘技术 2.1 替换系统和位平面工具 2.1.1 最低比特位替换 2.1.2 伪随机置换 2.1.3 图像降级和隐蔽信道 2.2.4 二进制图像中的信息隐藏 2.2 变换域技术（DCT域中的隐写术） 2.1.1 最低比特位替换 算法2.1 最低比特位替换的嵌入过程 for i =1,…,l (ｃ) do si←ci end for for i =1,…,l (m) do 计算存放第i个消息位的指针ji 算法2.2 最低比特位的提取过程 for i =1,...,l(m) do 计算存放第i个消息位的指针ji mi←LSB(s ji) end for 算法2.3 随机间隔方法的嵌入过程 for i =1,...,l(c) do si←ci end for 使用种子k 随机生成序列ki n←k1 for i =1,...,l (m) do sn←cn mi n←n+ki end for 算法2.4随机间隔方法的提取过程 使用种子k 随机生成序列ki n←k1 for i =1,...,l (m) do mi←LSB(cn) n←n+ki end for 2.1.2伪随机置换 Alice首先尝试(使用一个伪随机数发生器)创建一个索引序列 算法2.5 使用伪随机置换计算索引 Aura用集合 2.1.3 图像降级和隐蔽信道 图像降级 在1992年，Kurak和McHugh报道了在高安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像，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又是载体。给定一个同样尺寸的伪装载体和秘密图像，发送者把伪装载体图像灰度(或彩色)值的四个最低比特替换成秘密图像的四个最高比特。 接收者从隐藏后的图像中把四个最低比特提取出来，从而获得秘密图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，并且对传送一个秘密图像的粗略近似而言，四比特足够了。 Cover image secret image 高4位 低4位 高4位 低4位 图像降级 在多级安全操作系统中，主体(进程、用户)和客体(文件、数据库等)都被指派一个特定的安全级别，参见著名的Bel-LaPadula模型。 主体通常仅允许读取较低安全级别的客体(“不能向上读”)，同时只能向较高安全级别的客体进行写操作(“不能向下写”)。 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用户将重要信息变为主体可访问的低安全级别信息。 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，使得机密信息不再机密(信息降级因此得名)，从而破坏了“不能向下写”的原则。 隐蔽信道 利用计算机系统中的未使用和保留的空间 利用计算机系统中的隐通道 利用密码协议中的阈下信道 2.1.4 二进制图像中的信息隐藏 Zhao和Koch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码秘密信息。把一个二值图像分成矩形图像区域Bi ，分别令P0(Bi)和P1(Bi)为黑白像素在图像块Bi中所占的百分比。 基本做法是: 若某块P1(Bi) ＞50%，则嵌入一个1， 若P0(Bi) ＞50%，则嵌入一个0。 为了提高整个系统对传输错误和图像修改的健壮性，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，诸如P1(Bi)由50.6%下降到49.5%，这种情况就会发生，从而破坏了嵌入信息。 因此要引入两个阈值R1＞50%和R0＜50%以及一个健壮参数λ，λ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确保 P1(Bi) ∈[R, R+λ] 或 P0(Bi) ∈[R－λ, R]。 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P1(Bi)满足下面两个条件中的任何一个： 算法2.6 （Zhao和Koch算法）在二进制图像中的数据嵌入过程 fo