第6章信息隱藏技術(shù)

1、第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security第第6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù) 6.1 6.1 信息隱藏技術(shù)概述信息隱藏技術(shù)概述6.1.1 6.1.1 信息隱藏產(chǎn)生背景信息隱藏產(chǎn)生背景采用傳統(tǒng)密碼學(xué)理論開發(fā)出來的加解密系統(tǒng)，不管是對(duì)稱采用傳統(tǒng)密碼學(xué)理論開發(fā)出來的加解密系統(tǒng)，不管是對(duì)稱密鑰系統(tǒng)（如密鑰系統(tǒng)（如DESDES）還是公開密鑰系統(tǒng)）還是公開密鑰系統(tǒng)容易引起攻擊者的注容易引起攻擊者的注意意，由此帶來被破解的可能。，由此帶來被破解的可能。除此之外，除此之外，攻擊者還可以在破譯失敗的情況下將信息破壞攻擊者還可以在破譯失敗的情況下將信

2、息破壞，使得合法的接收者也無法接收信息。使得合法的接收者也無法接收信息。采用加密技術(shù)的另一個(gè)潛在缺點(diǎn)是，隨著硬件技術(shù)的迅速采用加密技術(shù)的另一個(gè)潛在缺點(diǎn)是，隨著硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，以及發(fā)展，以及基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的具有并行計(jì)算能力的破解技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的具有并行計(jì)算能力的破解技術(shù)的日益成熟，的日益成熟，傳統(tǒng)的加密算法的安全性受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的加密算法的安全性受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security 如何防止如何防止數(shù)字產(chǎn)品被非法復(fù)制及傳播數(shù)字產(chǎn)品被非法復(fù)制及傳播，是目前急需解，是目前急需解決的問題。決的問題。 信息隱藏

3、的首要目標(biāo)是信息隱藏的首要目標(biāo)是隱藏性好隱藏性好，也就是使加入隱藏也就是使加入隱藏信息后的媒體的質(zhì)量降低盡可能信息后的媒體的質(zhì)量降低盡可能小，使人無法看到或小，使人無法看到或聽到隱藏的數(shù)據(jù)，達(dá)到令人難以察覺的目的。聽到隱藏的數(shù)據(jù)，達(dá)到令人難以察覺的目的。 信息隱藏技術(shù)和傳統(tǒng)密碼技術(shù)的區(qū)別在于信息隱藏技術(shù)和傳統(tǒng)密碼技術(shù)的區(qū)別在于:密碼僅僅隱密碼僅僅隱藏了信息的內(nèi)容藏了信息的內(nèi)容，而，而信息隱藏不但隱藏了信息的內(nèi)容信息隱藏不但隱藏了信息的內(nèi)容而且隱藏了信息的存在而且隱藏了信息的存在。信息隱藏技術(shù)提供了一種有。信息隱藏技術(shù)提供了一種有別于加密的安全模式。別于加密的安全模式。第第6 6章章 信息隱藏技

4、術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.1.2 信息隱藏基本原理信息隱藏基本原理信息隱藏技術(shù)主要由下述兩部分組成：信息隱藏技術(shù)主要由下述兩部分組成：1信息嵌入算法（編碼器），信息嵌入算法（編碼器），它利用密鑰來實(shí)現(xiàn)秘密信息的隱藏。它利用密鑰來實(shí)現(xiàn)秘密信息的隱藏。2隱蔽信息檢測(cè)隱蔽信息檢測(cè)/提取算法（檢測(cè)器），提取算法（檢測(cè)器），它利用密鑰從隱蔽宿主中檢測(cè)它利用密鑰從隱蔽宿主中檢測(cè)/恢恢復(fù)出秘密信息。在密鑰未知的前提下，第三者很難從隱蔽宿主中得到或復(fù)出秘密信息。在密鑰未知的前提下，第三者很難從隱蔽宿主中得到或刪除，甚至發(fā)現(xiàn)秘密信息。刪除，甚至發(fā)現(xiàn)秘密信息

5、。編碼器檢測(cè)器隱蔽宿主秘密信息宿主信息秘密信息宿主信息密鑰密鑰圖圖6-1 6-1 信息隱藏系統(tǒng)模型信息隱藏系統(tǒng)模型第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.1.3 信息隱藏系統(tǒng)的特征信息隱藏系統(tǒng)的特征信息隱藏系統(tǒng)的特征主要有：信息隱藏系統(tǒng)的特征主要有：1魯棒性（魯棒性（Robustness）2不可檢測(cè)性不可檢測(cè)性(Undetectability)3透明性透明性(Invisibility)4安全性（安全性（Security）5自恢復(fù)性（自恢復(fù)性（Self-recovery）6可糾錯(cuò)性（可糾錯(cuò)性（Corrective）第第6 6章章

6、 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.1.4 信息隱藏技術(shù)的主要分支與應(yīng)用信息隱藏技術(shù)的主要分支與應(yīng)用廣義的信息隱藏技術(shù)分類 信息隱藏隱蔽信道隱寫術(shù)匿名通信版權(quán)標(biāo)志語言學(xué)中的隱寫術(shù)技術(shù)上的隱寫術(shù)魯棒的版權(quán)標(biāo)志易碎水印數(shù)字指紋數(shù)字水印不可見數(shù)字水印可見數(shù)字水印第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.1 數(shù)字水印系統(tǒng)的基本框架數(shù)字水印系統(tǒng)的基本框架第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.2 數(shù)字水印的

7、主要特征數(shù)字水印的主要特征 1 不可見性（透明性）。不可見性（透明性）。 2 健壯性。健壯性。 3 確定性。確定性。 4 安全性。安全性。 5 數(shù)據(jù)容量。數(shù)據(jù)容量。 6 計(jì)算復(fù)雜度。計(jì)算復(fù)雜度。 其中，其中，不可見性和健壯性不可見性和健壯性是數(shù)字水印最基本的要求，是數(shù)字水印最基本的要求，又是相互矛盾的因素。又是相互矛盾的因素。 如何在不可見性與健壯性之間取得如何在不可見性與健壯性之間取得平衡平衡是數(shù)字水印研是數(shù)字水印研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.3 數(shù)字水印分類數(shù)字水印分類

8、1 可見水印和不可見水印可見水印和不可見水印2 脆弱水印、半脆弱水印和健壯水印脆弱水印、半脆弱水印和健壯水印3 時(shí)時(shí)/空域數(shù)字水印和頻域數(shù)字水印空域數(shù)字水印和頻域數(shù)字水印4 非盲水印和盲水印非盲水印和盲水印5 私有水?。孛芩。┖凸_水印私有水?。孛芩。┖凸_水印6 對(duì)稱水印和非對(duì)稱水印對(duì)稱水印和非對(duì)稱水印 另外，我們還可以按照數(shù)字水印的內(nèi)容將其分為另外，我們還可以按照數(shù)字水印的內(nèi)容將其分為有意有意義水印和無意義水印；義水印和無意義水?。?按水印所依附的載體分為按水印所依附的載體分為圖像水印、音頻水印、視頻圖像水印、音頻水印、視頻水印和文本水印水印和文本水印等。等。第第6 6章章 信息隱

9、藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.4 數(shù)字水印原理數(shù)字水印原理1 水印信息嵌入水印信息嵌入 從圖像處理的角度看，嵌入水印可以視為在從圖像處理的角度看，嵌入水印可以視為在強(qiáng)背景強(qiáng)背景（原圖像）下疊加一個(gè)（原圖像）下疊加一個(gè)弱信號(hào)弱信號(hào)（水?。＃ㄋ。?由于人的由于人的視覺系統(tǒng)視覺系統(tǒng)（HVS）分辨率受到一定的限制，）分辨率受到一定的限制，只要疊加信號(hào)的幅度只要疊加信號(hào)的幅度低于低于HVS的的對(duì)比度門限對(duì)比度門限，人眼就，人眼就無法感覺到信號(hào)的存在。無法感覺到信號(hào)的存在。2 水印信息檢測(cè)水印信息檢測(cè) 水印的檢測(cè)可看成一個(gè)有噪信道中水印的檢

10、測(cè)可看成一個(gè)有噪信道中弱信號(hào)的檢測(cè)弱信號(hào)的檢測(cè)問題，問題，它一般包含它一般包含水印提取水印提取和和水印的判定水印的判定兩個(gè)部分。兩個(gè)部分。 第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.5 數(shù)字圖像水印的典型算法數(shù)字圖像水印的典型算法1 時(shí)空域算法時(shí)空域算法 (1)最低有效位方法最低有效位方法(LSB) (2)Patchwork 方法及紋理塊映射編碼方法方法及紋理塊映射編碼方法 (3)文本微調(diào)法文本微調(diào)法2 變換域算法變換域算法 （1）DFT(離散傅立葉變化離散傅立葉變化)域水印算法域水印算法 (2) DCT (離散余弦變化離散

11、余弦變化)域水印算法域水印算法 （3）DWT(離散小波變換離散小波變換 )域水印算法域水印算法3 壓縮域算法壓縮域算法 加了水印的數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)需要進(jìn)行壓縮編碼加了水印的數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)需要進(jìn)行壓縮編碼 第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.6 數(shù)字水印的攻擊類型及對(duì)策數(shù)字水印的攻擊類型及對(duì)策 若要把數(shù)字水印技術(shù)真正地應(yīng)用到實(shí)際的版權(quán)若要把數(shù)字水印技術(shù)真正地應(yīng)用到實(shí)際的版權(quán)保護(hù)、內(nèi)容認(rèn)證等領(lǐng)域，必須考慮系統(tǒng)可能受保護(hù)、內(nèi)容認(rèn)證等領(lǐng)域，必須考慮系統(tǒng)可能受到的到的各種攻擊。各種攻擊。 不同的應(yīng)用場(chǎng)合有不同的抗攻擊能力要求不同的應(yīng)用

12、場(chǎng)合有不同的抗攻擊能力要求。 抗攻擊能力是數(shù)字水印系統(tǒng)評(píng)測(cè)最重要的性能抗攻擊能力是數(shù)字水印系統(tǒng)評(píng)測(cè)最重要的性能指標(biāo)，系統(tǒng)地了解指標(biāo)，系統(tǒng)地了解攻擊的種類攻擊的種類及及抗攻擊策略抗攻擊策略對(duì)對(duì)于幫助人們?cè)O(shè)計(jì)出更好的水印方案是十分必要于幫助人們?cè)O(shè)計(jì)出更好的水印方案是十分必要的。的。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security魯棒性攻擊安全性攻擊系統(tǒng)攻擊非授權(quán)去除非授權(quán)嵌入非授權(quán)檢測(cè)去除攻擊掩蓋攻擊拷貝攻擊多重嵌入攻擊協(xié)議攻擊最嚴(yán)重攻擊次嚴(yán)重攻擊末嚴(yán)重攻擊攻擊類型幾何攻擊拼湊攻擊利用檢測(cè)器的攻擊去噪攻擊壓縮攻擊合謀攻擊圖 6-6 攻擊方法分

13、類第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security2 抗攻擊對(duì)策 （1）針對(duì)非授權(quán)去除攻擊）針對(duì)非授權(quán)去除攻擊 我們可以通過建立類似于我們可以通過建立類似于非對(duì)稱密鑰加密系統(tǒng)的方式保證非對(duì)稱密鑰加密系統(tǒng)的方式保證水水印處理系統(tǒng)的安全，即人們可以讓水印嵌入器、檢測(cè)器所使印處理系統(tǒng)的安全，即人們可以讓水印嵌入器、檢測(cè)器所使用的密鑰不相同。用的密鑰不相同。 （2）針對(duì)合謀攻擊）針對(duì)合謀攻擊 針對(duì)合謀攻擊的一種對(duì)策是針對(duì)合謀攻擊的一種對(duì)策是嵌入多個(gè)水印嵌入多個(gè)水印，并讓它們?cè)趫D像，并讓它們?cè)趫D像中相互獨(dú)立。中相互獨(dú)立。（3）針對(duì)幾何攻擊）針對(duì)幾何

14、攻擊 建議使用建議使用Fourier-Mellin變換，一種固有的變換，一種固有的旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變變換變換技術(shù)，來技術(shù)，來解決旋轉(zhuǎn)和縮放問題解決旋轉(zhuǎn)和縮放問題 。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security（4）針對(duì)協(xié)議攻擊）針對(duì)協(xié)議攻擊 協(xié)議攻擊所利用的安全漏洞是協(xié)議攻擊所利用的安全漏洞是水印算法的可逆性水印算法的可逆性，如果嵌入過，如果嵌入過程的逆過程在計(jì)算上容易實(shí)現(xiàn)，則把水印算法稱作是可逆的。程的逆過程在計(jì)算上容易實(shí)現(xiàn)，則把水印算法稱作是可逆的。因此選擇因此選擇不可逆的水印不可逆的水印嵌入算法是針對(duì)協(xié)議攻擊的有效策略。嵌入算法是

15、針對(duì)協(xié)議攻擊的有效策略。 （5）針對(duì)多重嵌入攻擊）針對(duì)多重嵌入攻擊 這種攻擊可用兩種方法解決：這種攻擊可用兩種方法解決： 第一種，最大強(qiáng)度嵌入。也就是說，原始內(nèi)容的創(chuàng)建者在嵌入第一種，最大強(qiáng)度嵌入。也就是說，原始內(nèi)容的創(chuàng)建者在嵌入水印時(shí)要在水印時(shí)要在保證不可見性的同時(shí)嵌入最大能量的水印保證不可見性的同時(shí)嵌入最大能量的水印，以使第，以使第二次嵌入一定會(huì)影響圖像質(zhì)量。二次嵌入一定會(huì)影響圖像質(zhì)量。 第二種，時(shí)間戳?？梢酝ㄟ^對(duì)水印加蓋時(shí)間戳（由可信賴第三第二種，時(shí)間戳?？梢酝ㄟ^對(duì)水印加蓋時(shí)間戳（由可信賴第三方提供）來確定誰第一個(gè)給圖像作了標(biāo)記。方提供）來確定誰第一個(gè)給圖像作了標(biāo)記。第第6 6章章 信息

16、隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.7 數(shù)字水印的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字水印的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1、可見性評(píng)價(jià)、可見性評(píng)價(jià) (1)基于像素的度量方法基于像素的度量方法 (2)可見性質(zhì)量變量可見性質(zhì)量變量 (3)主觀性質(zhì)量度量方法主觀性質(zhì)量度量方法2、健壯性評(píng)價(jià)、健壯性評(píng)價(jià) 水印的健壯性主要與水印的健壯性主要與嵌入信息的數(shù)量、水印嵌入強(qiáng)度、圖嵌入信息的數(shù)量、水印嵌入強(qiáng)度、圖像的尺寸和特性有關(guān)像的尺寸和特性有關(guān)。 對(duì)同一種水印方法而言，對(duì)同一種水印方法而言，嵌入的信息越多，水印的健壯性嵌入的信息越多，水印的健壯性越差越差；增加水印嵌入強(qiáng)度將會(huì)增加水印的健壯性，但

17、相應(yīng)增加水印嵌入強(qiáng)度將會(huì)增加水印的健壯性，但相應(yīng)地會(huì)增加水印的可見性地會(huì)增加水印的可見性。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.8 數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域(1)1版權(quán)保護(hù)版權(quán)保護(hù) 版權(quán)保護(hù)即數(shù)字作品的所有者可用密鑰產(chǎn)生一個(gè)水印，并將其版權(quán)保護(hù)即數(shù)字作品的所有者可用密鑰產(chǎn)生一個(gè)水印，并將其嵌嵌入原始數(shù)據(jù)入原始數(shù)據(jù)，然后公開發(fā)布他的水印版本作品。，然后公開發(fā)布他的水印版本作品。 當(dāng)該作品當(dāng)該作品被盜版或出現(xiàn)版權(quán)糾紛被盜版或出現(xiàn)版權(quán)糾紛時(shí)，所有者即可從盜版作品或水時(shí)，所有者即可從盜版作品或水印版作品中獲取

18、水印信號(hào)作為依據(jù)，從而保護(hù)所有者的權(quán)益。印版作品中獲取水印信號(hào)作為依據(jù)，從而保護(hù)所有者的權(quán)益。2加指紋加指紋 指紋是指一個(gè)客體所具有的能把自己和其他相似客體區(qū)分開的特指紋是指一個(gè)客體所具有的能把自己和其他相似客體區(qū)分開的特征。征。 數(shù)字指紋能使數(shù)據(jù)所有者追蹤數(shù)字指紋能使數(shù)據(jù)所有者追蹤非法散布數(shù)據(jù)的授權(quán)用戶非法散布數(shù)據(jù)的授權(quán)用戶。 為避免未經(jīng)授權(quán)的拷貝制作和發(fā)行，出品人可以將為避免未經(jīng)授權(quán)的拷貝制作和發(fā)行，出品人可以將不同用戶的不同用戶的ID或序列號(hào)作為不同的水印（指紋）嵌入到作品的合法拷貝或序列號(hào)作為不同的水?。ㄖ讣y）嵌入到作品的合法拷貝中。中。 一旦發(fā)現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的拷貝，就可以根據(jù)此拷貝所恢復(fù)

19、出的指紋來一旦發(fā)現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的拷貝，就可以根據(jù)此拷貝所恢復(fù)出的指紋來確定它的來源。確定它的來源。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.8 數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域(2)3標(biāo)題與注釋標(biāo)題與注釋 標(biāo)題與注釋是將作品的標(biāo)題與注釋是將作品的標(biāo)題、注釋標(biāo)題、注釋等內(nèi)容（如，一幅照片的等內(nèi)容（如，一幅照片的拍攝時(shí)間和地點(diǎn)等）以水印形式嵌入該作品中，這種隱式注拍攝時(shí)間和地點(diǎn)等）以水印形式嵌入該作品中，這種隱式注釋不需要額外的帶寬，且不易丟失。釋不需要額外的帶寬，且不易丟失。4篡改提示篡改提示 當(dāng)數(shù)字作品被用于法庭、醫(yī)

20、學(xué)、新聞及商業(yè)時(shí)，常需確定它當(dāng)數(shù)字作品被用于法庭、醫(yī)學(xué)、新聞及商業(yè)時(shí)，常需確定它們的內(nèi)容是否被修改、偽造或特殊處理過。們的內(nèi)容是否被修改、偽造或特殊處理過。 為實(shí)現(xiàn)該目的，通?？蓪⒃紙D像為實(shí)現(xiàn)該目的，通?？蓪⒃紙D像分成多個(gè)獨(dú)立塊分成多個(gè)獨(dú)立塊，再將每，再將每個(gè)塊加入不同的水印。同時(shí)可通過檢測(cè)每個(gè)數(shù)據(jù)塊中的水印個(gè)塊加入不同的水印。同時(shí)可通過檢測(cè)每個(gè)數(shù)據(jù)塊中的水印信號(hào)，來確定作品的信號(hào)，來確定作品的完整性完整性。 與其他水印不同的是，這類水印必須是與其他水印不同的是，這類水印必須是脆弱的脆弱的，并且檢測(cè)水，并且檢測(cè)水印信號(hào)時(shí)，不需要原始數(shù)據(jù)。印信號(hào)時(shí)，不需要原始數(shù)據(jù)。第第6 6章章 信息隱藏技

21、術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.2.8 數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域(3)5使用控制使用控制 這種應(yīng)用的一個(gè)典型例子是這種應(yīng)用的一個(gè)典型例子是DVD防拷貝系統(tǒng)，即將水防拷貝系統(tǒng)，即將水印加入印加入DVD數(shù)據(jù)中，這樣數(shù)據(jù)中，這樣DVD播放機(jī)即可通過檢測(cè)播放機(jī)即可通過檢測(cè)DVD數(shù)據(jù)中的水印信息來判斷其數(shù)據(jù)中的水印信息來判斷其合法性和可拷貝性合法性和可拷貝性，從而保護(hù)制造商的商業(yè)利益。從而保護(hù)制造商的商業(yè)利益。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.3 案例：基于混沌

22、的小波域數(shù)字水印案例：基于混沌的小波域數(shù)字水印 首先對(duì)有意義的水印信息進(jìn)行混沌加密首先對(duì)有意義的水印信息進(jìn)行混沌加密，使其，使其成為加密水印信息成為加密水印信息密印密印； 其次選擇中其次選擇中高頻區(qū)域作為水印嵌入域高頻區(qū)域作為水印嵌入域，嵌入密嵌入密?。挥。?仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明即使圖像經(jīng)過比較嚴(yán)重（甚仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明即使圖像經(jīng)過比較嚴(yán)重（甚至不具有一定的商用價(jià)值）的至不具有一定的商用價(jià)值）的失真失真，這種算法，這種算法提取的水印仍然比較清晰。提取的水印仍然比較清晰。 第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.3.1 小波變換小波變

23、換 1989 年，年，Mallat將將計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域內(nèi)的內(nèi)的多尺度分多尺度分析析的思想引入到小波分析中，從而成功的統(tǒng)一了的思想引入到小波分析中，從而成功的統(tǒng)一了正交小波基的構(gòu)造正交小波基的構(gòu)造，并研究了小波變換的離散化，并研究了小波變換的離散化情形。情形。 在正交小波基構(gòu)造的框架下，他給出了在正交小波基構(gòu)造的框架下，他給出了信號(hào)和圖信號(hào)和圖像像分解為分解為不同頻率信號(hào)的算法及信號(hào)的重構(gòu)算法不同頻率信號(hào)的算法及信號(hào)的重構(gòu)算法，這就是著名的這就是著名的 Mallat 算法。算法。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6

24、.3.2 圖像的小波分解與重構(gòu)圖像的小波分解與重構(gòu)圖6-7 二維小波分解與重構(gòu)第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security圖圖6-8 二維信號(hào)小波分解原理圖二維信號(hào)小波分解原理圖低頻部分低頻部分LLLL右上角是水平細(xì)節(jié)右上角是水平細(xì)節(jié)HLHL左下角是垂直細(xì)節(jié)左下角是垂直細(xì)節(jié)LHLH右下角是對(duì)角線高頻部分右下角是對(duì)角線高頻部分HHHH 經(jīng)過小波變換后，能量主要集中在經(jīng)過小波變換后，能量主要集中在低頻低頻部分部分，人眼對(duì)這部分，人眼對(duì)這部分比較敏感比較敏感。因此，因此，LLLL部分的小波系數(shù)很大，對(duì)這部部分的小波系數(shù)很大，對(duì)這部分系數(shù)的修

25、改很容易使圖像的視覺質(zhì)量分系數(shù)的修改很容易使圖像的視覺質(zhì)量下降，所以在嵌入水印時(shí)應(yīng)盡量避免對(duì)下降，所以在嵌入水印時(shí)應(yīng)盡量避免對(duì)LLLL小波系數(shù)進(jìn)行較大幅度的修改。小波系數(shù)進(jìn)行較大幅度的修改。對(duì)于高頻系數(shù)來說，它們的重要性順序?qū)τ诟哳l系數(shù)來說，它們的重要性順序按按HLHL、LHLH、HHHH依次遞減，依次遞減，HHHH部分相對(duì)最部分相對(duì)最不重要，這部分的系數(shù)也很小，大部分不重要，這部分的系數(shù)也很小，大部分接近于接近于0 0。 第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and In

26、formation Security6.3.3 水印信息預(yù)處理1混沌序列的產(chǎn)生采用Logistic 映射作為密鑰流發(fā)生器：)1 ()(1nnnnxuxxfx2 , 1,1 , 0nxn 第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security2水印加密過程水印加密過程第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security2水印加密過程水印加密過程第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security2水印加密過程水印加密過程第第6 6章章 信息隱藏

27、技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security2水印加密過程水印加密過程第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security3仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security（1）抗攻擊能力分析）抗攻擊能力分析 我們采用的是我們采用的是一次一密制一次一密制，按照，按照Shanon理論，即使調(diào)制后的理論，即使調(diào)制后的水印信號(hào)在傳輸途中被截獲，破譯者也是難以破譯的。水印信號(hào)在傳輸途中被截獲，破譯者也是難以破譯的。 從密鑰流的構(gòu)成上看，

28、因?yàn)榛煦缧蛄杏蓮拿荑€流的構(gòu)成上看，因?yàn)榛煦缧蛄杏蒐ogistic映射及映射及參數(shù)、參數(shù)、初值確定初值確定，不同的參數(shù)和初值都將產(chǎn)生不同的隨機(jī)序列，所，不同的參數(shù)和初值都將產(chǎn)生不同的隨機(jī)序列，所以和都可以作為密鑰，并且由于混沌系統(tǒng)對(duì)初值極為敏感，以和都可以作為密鑰，并且由于混沌系統(tǒng)對(duì)初值極為敏感，哪怕初值有極其微小的改變，系統(tǒng)在相空間的軌跡將快速分哪怕初值有極其微小的改變，系統(tǒng)在相空間的軌跡將快速分離，系統(tǒng)輸出序列也將完全改變，要破譯是很困難的，這樣離，系統(tǒng)輸出序列也將完全改變，要破譯是很困難的，這樣密鑰便由組成。對(duì)密鑰便由組成。對(duì)窮盡搜索攻擊具有很強(qiáng)的抵抗能力窮盡搜索攻擊具有很強(qiáng)的抵抗能力 此

29、外，混沌序列還具有此外，混沌序列還具有較寬的頻譜較寬的頻譜，這使得混沌序列加密系，這使得混沌序列加密系統(tǒng)能夠抵抗基于統(tǒng)能夠抵抗基于頻譜的分析頻譜的分析，所以這種調(diào)制方法能有效地抵，所以這種調(diào)制方法能有效地抵御攻擊者的破譯。御攻擊者的破譯。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security（2）效率分析）效率分析 算法中采用的都是算法中采用的都是迭代映射迭代映射形式，適合計(jì)算機(jī)形式，適合計(jì)算機(jī)快速計(jì)算?？焖儆?jì)算。 加密水印圖像之前，不需要對(duì)水印圖像進(jìn)行預(yù)加密水印圖像之前，不需要對(duì)水印圖像進(jìn)行預(yù)處理，節(jié)省了時(shí)間。處理，節(jié)省了時(shí)間。 采用混沌映射

30、產(chǎn)生采用混沌映射產(chǎn)生密碼流密碼流，簡(jiǎn)單快速且具有非，簡(jiǎn)單快速且具有非線性，所以算法的線性，所以算法的迭代輪數(shù)不需要太多迭代輪數(shù)不需要太多，這樣，這樣加密效率會(huì)非常高。加密效率會(huì)非常高。第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.3.4 水印嵌入和提取模型水印嵌入和提取模型1 水印嵌入模型圖6-12水印嵌入模型第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security2水印提取模型水印提取模型圖6-13水印提取模型第第6 6章章 信息隱藏技術(shù)信息隱藏技術(shù)Network and Information Security6.3.5 基于混沌與基于混沌與DWT的中高頻域水印算法的中高頻域