信息隱藏備考習(xí)題.doc

第一章1 什么是信息隱藏 信息隱藏是把一個(gè)有意義的信息隱藏在另一個(gè)稱為載體C（cover）的信息中得到隱藏載體（Stego Cover）S，多用的載體可以是文字，圖像，聲音及視頻等。2 信息隱藏與密碼技術(shù)的區(qū)別 密碼技術(shù)主要是研究如何將機(jī)密信息進(jìn)行特殊的編碼，以形成不可識別的密文進(jìn)行傳遞；而信息隱藏則主要研究如何將某一機(jī)密信息隱藏于另一公開的信息中，然后透過公開信息的傳輸來傳遞機(jī)密信息。3 信息隱藏技術(shù)的分類按載體類型分：包括基于文本，圖像，聲音和視頻的信息隱藏技術(shù)按密鑰分：若嵌入和提取采用相同密鑰，則稱為對稱隱藏算法，否則稱為公鑰隱藏算法按嵌入域分：主要可分空域（或時(shí)域）方法和變換域方法按提取要求分：若在提取隱藏信息是不需要利用原始載體C，則稱為盲隱藏：否則稱為非盲隱藏，目前主要采用的是盲隱藏技術(shù)。按保護(hù)對象分：主要可分為隱寫術(shù)和水印技術(shù)4 隱寫術(shù)與數(shù)字水印技術(shù)的區(qū)別 隱寫術(shù)的目的是在不引起任何懷疑的情況下秘密傳送消息，因此它的主要要求是不被檢測到和大容量等。 數(shù)字水印是指嵌在數(shù)字產(chǎn)品中的數(shù)字信號，可以是圖像，文字，符號，數(shù)字等一切可以作為標(biāo)記和標(biāo)志的信息，其目的是進(jìn)行版權(quán)保護(hù)、所有權(quán)證明、指紋和完整性保護(hù)等，因此它的要求是魯棒性和不可感知性等。5 信息隱藏技術(shù)的特點(diǎn) 透明性invisibility 也叫隱蔽性 魯棒性robustness 是指不因圖像文件的某種改動(dòng)而導(dǎo)致隱藏信息丟失的能力 不可檢測性undetectability 指隱藏載體和原始載體具有一致的特性 安全性security 指隱藏算法有較強(qiáng)的抗攻擊能力 自恢復(fù)性：由于經(jīng)過一系列操作或變換后，可能會(huì)使原圖產(chǎn)生較大的破壞，如果只從留下的片段數(shù)據(jù)仍能恢復(fù)隱藏信號，而且恢復(fù)過程不需要宿主信號，則可稱為所謂的自恢復(fù)性 對稱性 ：通常信息的隱藏和提取過程具有對稱性 可糾錯(cuò)性：為了保證隱藏信息的完整性，使其在經(jīng)過各種操作和變換后仍能很好地恢復(fù)，通常采用糾錯(cuò)編碼方法6 圖 1.3 信息隱藏和提取系統(tǒng)的模型解釋隱藏過程：首先對消息M可以做預(yù)處理，這樣形成消息M，為加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的安全性，在預(yù)處理過程中也可以使用密鑰來控制，然后用一個(gè)隱藏嵌入算法和密鑰K1把與處理后的消息M隱藏到載體C中，從而得到隱藏載體S提取過程：使用提取算法和密鑰K2從隱蔽載體S中提取消息M，然后使用相應(yīng)的解密或擴(kuò)頻解調(diào)等解預(yù)處理方法由M恢復(fù)出真正的消息M7 信息隱藏算法的空域算法和頻域算法 空域算法：是將信息嵌入到隨機(jī)選擇的圖像點(diǎn)中最不重要的像素位（LSB）上，可保證嵌的信息是不可見的。LSB算法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)高容量和較好的不可見性，但是該算法的魯棒性差，容易被第三方發(fā)現(xiàn)和提取消息，對圖像的各種操作都會(huì)使算法的可靠性受到影響。 頻域算法：該類算法中，大部分算法采用擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)。先計(jì)算圖像的離散余弦變換（DCT），然后將水印疊加到DCT域中幅值最大的前k系數(shù)上，通常為圖像的低頻分量。8 信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)保密數(shù)據(jù)的不可抵賴性數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)防偽數(shù)據(jù)的完整性第二章9 Lsb空域隱密技術(shù)及圖像降級概念算法2.1 最不重要位替換的嵌入過程for i=1,.,l(c) dosiciend forfor i=1,.,l(m) do計(jì)算存放第i個(gè)消息位的指針jiSjicjimiend for算法2.2 最不重要位的提取過程for i=1,.,l(m) do計(jì)算存放第i個(gè)消息位的指針jimiLSB(cji)end for圖像降級：1992年，Kurak和McHugh報(bào)道了在高安全級操作系統(tǒng)中的一個(gè)安全威脅。這個(gè)威脅屬于信息偽裝技術(shù)，它能用于秘密地交換圖像，稱之為圖像降級。圖像降級是替換系統(tǒng)中的特殊情況，其中圖像既是秘密信息又是載體。給定一個(gè)同樣尺寸的偽裝載體和秘密圖像，發(fā)送者把偽裝載體圖像灰度(或彩色)值的四個(gè)最低比特替換成秘密圖像的四個(gè)最高比特。10 二值圖像隱藏技術(shù)11 DCT域的信息隱秘技術(shù)第三章 數(shù)字水印12 隱形數(shù)字水印主要應(yīng)用領(lǐng)域 原始數(shù)據(jù)的真?zhèn)舞b別、數(shù)據(jù)偵測與跟蹤、數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)13 數(shù)字圖像的內(nèi)嵌水印的特點(diǎn) 透明性：水印后圖像不能有視覺質(zhì)量的下降，與原始圖像比，很難發(fā)現(xiàn)二者的差別 魯棒性： 安全性：能抵抗各種蓄意攻擊，能唯一標(biāo)識原始圖像的相關(guān)信息，任何第三方不能偽造他人的水印圖像14 水印嵌入系統(tǒng)和恢復(fù)系統(tǒng)描述15 水印系統(tǒng)的分類 根據(jù)輸入輸出的種類及其組合可分為三種： 秘密水?。ǚ敲せ。┌朊孛芩。ò朊せ。┕_水?。せ蚪⊥。┌此≥d體分：文本水印，圖像水印，音頻水印，視頻水印按水印用途分：版權(quán)保護(hù)可見水印，隱藏標(biāo)志水印等按健壯性的分：魯棒水印和易損水印按嵌入位置分：空域/時(shí)域水印和變換域水印按檢測分：盲水印和非盲水印16 數(shù)字水印嵌入方法： 基于空間域和基于變換域的方法(P24-P25)17 數(shù)字水印應(yīng)用于哪些領(lǐng)域 用于版權(quán)保護(hù)水印用于盜版跟蹤的數(shù)字指紋用于圖像認(rèn)證水印 商務(wù)交易中的票據(jù)防偽隱蔽標(biāo)志隱蔽通信及其對抗數(shù)字廣播電視分級控制第四章 18 二維小波分解技術(shù)及三重小波分解技術(shù)(P36)19 W-SVD數(shù)字水印算法技術(shù)(P37)20 C-SVD數(shù)字水印算法技術(shù)(P38)21相對于W-SVD算法，C-SVD數(shù)字水印算法引入混沌的目的是什么，有何改進(jìn)之處(P38)22 為什么不能對索引圖像直接采用C-SVD方法嵌入數(shù)字水??？(P42)23 簡述索引圖像的水印嵌入過程。24 數(shù)字水印的檢測步驟(1)將原圖像進(jìn)行小波分解，得到低頻分量Ca(2)將被檢測圖像進(jìn)行小波分解，得到低頻分量Ca(3)計(jì)算兩個(gè)低頻分量的差值W=Ca-Ca(4)由原圖像得到原水印W(5)計(jì)算兩個(gè)水印之間的相關(guān)系數(shù)(6)根據(jù)相關(guān)系數(shù)判定水印存在與否 25 W-SVD數(shù)字水印算法中，參數(shù)d/n、對數(shù)字水印的影響 結(jié)論：d/n的值越趨近于0，其生成的數(shù)字水印越接近于原圖像，不同初值產(chǎn)生的數(shù)字水印之間的相關(guān)性越強(qiáng)，水印的檢測難度越大；d/n的值越趨近于1，其生成的數(shù)字水印越隨機(jī)，不同初值產(chǎn)生的數(shù)字水印之間的相關(guān)性越差，水印的檢測越準(zhǔn)確。 的值為0、1之間的實(shí)數(shù)，值的大小代表著水印信息在嵌入水印后的圖像中痕跡所占比重。的值越接近于1，它所占的比重越大，越接近于0它所占的比重越小。26 數(shù)字水印抗JPEG壓縮檢測結(jié)果解釋(P48)第五章 27 細(xì)胞自動(dòng)機(jī)及基于投票規(guī)則的細(xì)胞自動(dòng)機(jī)的概念 細(xì)胞自動(dòng)機(jī)是能和其他細(xì)胞相互作用具有相同可計(jì)算功能的細(xì)胞的數(shù)組。其特征包括；狀態(tài)（State）、鄰居關(guān)系（Neighbourhood）和規(guī)則（Rules）基于投票規(guī)則的細(xì)胞自動(dòng)機(jī)：狀態(tài)：0或1鄰居：中心的3*3鄰居規(guī)則：技術(shù)P表示中心的3*3鄰居中1的個(gè)數(shù)，if P5,中心設(shè)置為0,否則設(shè)置為128 表5.1到表5.7檢測結(jié)果解釋(P58-P62)第六章29 數(shù)字指紋的要求及特征 要求：合謀容忍：即使攻擊者獲得一定數(shù)量的拷貝，通過比較這些拷貝，不應(yīng)該能找到，生成或刪除該客體的指紋客體質(zhì)量容忍：加入標(biāo)記不容許明顯的減少課題的通途好和質(zhì)量客體操作容忍：如果攻擊者篡改客體。除非有太多噪音是客體不可用，否則指紋人能存于客體中，特別地，指紋能容忍有損數(shù)據(jù)壓縮。 特征：隱行性穩(wěn)健性確定性數(shù)據(jù)量較大抗合謀攻擊能力30 數(shù)字指紋系統(tǒng)模型 數(shù)字指紋系統(tǒng)有兩部分構(gòu)成，一部分是面向數(shù)據(jù)拷貝中嵌入指紋的分發(fā)子系統(tǒng)，另一部分是用于跟蹤非法再分發(fā)者的跟蹤子系統(tǒng)31 指紋的分類 基于客體分：數(shù)字指紋和物理指紋 基于檢測靈敏度分：完美指紋，統(tǒng)計(jì)指紋和門限指紋 基于嵌入指紋方法分： 基于指紋值分：離散指紋和連續(xù)指紋32 叛逆者追蹤方案(P68-P69)33 統(tǒng)計(jì)指紋方案(P69-P70)34 非對稱指紋方案(P70-P71)35 匿名方案(P71-P72)第七章36 無意攻擊的常見操作 剪切亮度和對比度的修改增強(qiáng)、模糊和其他濾波算法 放大、縮小和旋轉(zhuǎn)有損壓縮在圖像中加噪聲37 有意攻擊的一般分類 偽造水印的抽取偽造的肯定檢測統(tǒng)計(jì)學(xué)上的水印抽取多重水印38 應(yīng)用中的水印典型攻擊 魯棒性攻擊表示攻擊解釋攻擊法律攻擊39 數(shù)字水印的仲裁過程及根據(jù)圖7.1 的理解 在發(fā)生版權(quán)糾紛時(shí)第三方對水印真?zhèn)芜M(jìn)行鑒別的過程。當(dāng)某作品需要仲裁時(shí)，待仲裁作品的所有者須向仲裁者提供水?。ㄈ绻欠敲せ崛∷》桨?，責(zé)所有者還需向仲裁者提供原作品）。仲裁者由計(jì)算過程從待仲裁作品中計(jì)算出待仲裁作品的特征值W，然后由比較過程將原作品特征值W和待仲裁作品W相比較，根據(jù)其相似情況與閾值相比較得出仲裁結(jié)果 40 解釋攻擊及根據(jù)圖7.2描述解釋攻擊 屬于協(xié)議層的攻擊，它以設(shè)計(jì)出一種情況來阻止版權(quán)所有者的斷言為目的。作者A創(chuàng)造作品Pa，然后編碼并注冊一個(gè)水印Wa，得到嵌入水印的作品Pa*=Pa+Wa，并將其公開當(dāng)發(fā)生版權(quán)糾紛，需要對Pa*進(jìn)行仲裁時(shí)，A向仲裁者J提供Pa和Wa，J根據(jù)Pa*，Pa和Wa執(zhí)行仲裁水印過程，從而確定Pa*中是否有A的水印Wa攻擊者B編碼并注冊另一個(gè)水印Wb，然后申明Pa*是他的作品，并向仲裁者提供原作品Pb=Pa*-Wb仲裁者J得出結(jié)論：若A為原作者，Pa為原作品，Pa*上嵌有水印Wa，Pb上嵌有水印Wa-Wb；若B為原作者，Pb為原作品，Pa*上嵌有水印Wb，Pa上嵌有水印Wb-Wa41 抗解釋攻擊的三種方法時(shí)機(jī)制戳:主要用于數(shù)字簽名,防止某些只能使用一次的簽名文件被重復(fù)使用或簽名的否認(rèn)公正機(jī)制：利用公正機(jī)制來解決解釋攻擊引起的版權(quán)糾紛單向水印技術(shù)：消除水印嵌入過程中的可逆性。 第八章42 影響數(shù)字水印性能的因素 嵌入信息的數(shù)量水印嵌入強(qiáng)度數(shù)據(jù)的大小和種類秘密信息43 MSE,SNR,PSNR的定義及編程實(shí)現(xiàn)，三者對圖像感知質(zhì)量評估存在低估與高估的差錯(cuò)44 圖8.1圖8.4中圖形反應(yīng)的水印性能的評價(jià)(P84-P85)第九章 45 根據(jù)圖9.3描述DHWM協(xié)議中水印的加載過程和水印的驗(yàn)證過程。 加載水印的過程：( 1)CO 和TTP 采用Diffie-Hellman 密鑰分配協(xié)議產(chǎn)生一個(gè)共享密鑰K- IM;( 2) TTP安全保存好IM- ID,CO- ID,D,和KIM;( 3)CO 利用K- IM將水印嵌入。 驗(yàn)證過程：(1)AQUARELLE系統(tǒng)的用戶提交圖像IM*,IM-ID和CO-ID給TTP；(2)TTP檢測水印，并返回YES或者NO46 根據(jù)圖9.4描述DHWM協(xié)議水印易遭受中間人攻擊的原因 在CO-TTP和user-TTP之間同時(shí)應(yīng)用中間人攻擊，可以冒充TTP；實(shí)行兩次中間入攻擊，TTP可以被別有用心的攻擊者冒充。47 DHWM協(xié)議的缺點(diǎn) 容易被中間人攻擊 信道中傳輸?shù)氖敲魑男畔?，很不安全，攻擊者可以竊聽到IM-ID，CO-ID，D等信息 沒有CO-ID的任何信息，且沒有管理機(jī)制，沒有在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下唯一標(biāo)識一個(gè)獨(dú)立實(shí)體數(shù)字證書，這就為一些不法分子提供了方便，不法分子可能欺騙用戶 可以冒充是TTP48 根據(jù)圖9.6描述此協(xié)議交互過程CO產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)X，并把X發(fā)給TTPTTP產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)Y，并計(jì)算出K=gXY mod p，這里K就可以作為用來加載水印的蜜鑰，然后對X,Y簽名，并用K加密簽名，即EK（SB（X,Y),l連同Y一起發(fā)給COCO接受Y，計(jì)算K=gXY mod p，DK（EK（SB（X,Y)），驗(yàn)證TTP的簽名，并把EK（SA（X,Y),EK(IM-ID,CO-ID)一同發(fā)給TTPTTP解密得到IM-ID,CO-ID等信息，驗(yàn)證CO的簽名第十章49 設(shè)計(jì)軟件水印需要考慮的三個(gè)問題 要求的數(shù)據(jù)率：相對于程序的大小，水印最大的長度是多少 載體程序的存在形式：程序是中間層結(jié)構(gòu)的虛擬機(jī)代碼還是直接執(zhí)行的二進(jìn)制代碼 可能的攻擊模型：會(huì)遇到何種形式的防水印攻擊50 靜態(tài)水?。捍a水印 數(shù)據(jù)水印的概念 靜態(tài)水印存儲在可執(zhí)行應(yīng)用程序里數(shù)據(jù)水印:存儲于任何其他的部分，如頭信息、字符串部分、調(diào)試信息等。代碼水?。捍鎯τ诳蓤?zhí)行代碼的指令部分51 動(dòng)態(tài)軟件水印：Easter Egg水印、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)水印、和執(zhí)行蹤跡水印的概念 Easter Egg水?。寒?dāng)程序的輸人為一特別的值I時(shí)，水印相關(guān)的代碼段將被激活，通常該代碼會(huì)顯示版權(quán)信息和不可預(yù)見的圖像。主要問題是水印易于被定位 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)水?。寒?dāng)程序的輸人為一特別的值I時(shí)，把水印嵌入程序的狀態(tài)(全局變量、堆棧數(shù)據(jù))中。當(dāng)I對應(yīng)的代碼執(zhí)行完后，檢查當(dāng)前變量值提取水印信息。具體實(shí)現(xiàn)可以在調(diào)試狀態(tài)下執(zhí)行程序，提取水印。相對于Easter Egg水印，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)水印在特定輸入條件下由于沒有水印相關(guān)結(jié)構(gòu)輸出，且提取過程和原應(yīng)用程序無關(guān)，具有一些優(yōu)秀的性質(zhì)。但是，其同樣易受迷惑攻擊。 執(zhí)行蹤跡水?。寒?dāng)程序的輸人為將別的值I時(shí)，水印將嵌入程序的執(zhí)行蹤跡中，如指令或地址，通過監(jiān)視程序執(zhí)行的地址蹤跡或執(zhí)行的操作序列的性質(zhì)來提取水印。易受迷惑轉(zhuǎn)化、代碼優(yōu)化等多種攻擊第十一章52 數(shù)字資源、數(shù)字權(quán)益、數(shù)字權(quán)益管理的概念 數(shù)字資源是指數(shù)字形式的任何內(nèi)容、服務(wù)和資源 數(shù)字權(quán)益是指創(chuàng)建、發(fā)行、使用和管理數(shù)字資源的權(quán)益 數(shù)字權(quán)益管理是指標(biāo)定、描述、監(jiān)督執(zhí)行和管理數(shù)字資源的一系列軟