淺談互聯(lián)網(wǎng)上含隱藏信息圖像的搜索與檢測(cè)方法

淺談互聯(lián)網(wǎng)上含隱藏信息圖像的搜索與檢測(cè)方法淺談互聯(lián)網(wǎng)上含隱藏信息圖像的搜索與檢測(cè)方法一、信息隱藏及隱藏分析技術(shù)簡(jiǎn)介。信息隱藏技術(shù)是保密通信技術(shù)的一種，它把通信內(nèi)容嵌入到文本、圖像、視頻、聲音或其它數(shù)字媒體中進(jìn)展傳輸，以到達(dá)保密通信的目的?，F(xiàn)代信息隱藏技術(shù)不僅對(duì)信息本身進(jìn)展加密，而且隱藏了通信的存在性，因此具有很高的平安性。隨著互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的飛速開(kāi)展，信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，這對(duì)信息平安研究帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。信息隱藏的研究分為隱藏技術(shù)和隱藏分析技術(shù)兩局部。隱藏技術(shù)主要研究向掩體對(duì)象中嵌入機(jī)密信息，而隱藏分析技術(shù)主要研究對(duì)隱藏信息的檢測(cè)、破解機(jī)密信息或通過(guò)對(duì)隱藏對(duì)象處理從而破壞嵌入信息和阻止機(jī)密通信。一般認(rèn)為：假如一種方法估計(jì)出某一載體中是否含有隱藏信息的成功率超過(guò)隨機(jī)猜想，那么這個(gè)隱藏系統(tǒng)就認(rèn)為被攻破了。二、信息隱藏算法和檢測(cè)算法。當(dāng)前，對(duì)信息隱藏技術(shù)和分析技術(shù)的研究已經(jīng)獲得了較大進(jìn)展，尤其是基于圖像的信息隱藏及其檢測(cè)技術(shù)。如何對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上海量圖像進(jìn)展隱藏信息的快速搜索和檢測(cè)，對(duì)于維護(hù)國(guó)家機(jī)密，保護(hù)信息平安有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。圖像信息隱藏方法很多，按其作用域不同，我們可以把隱寫(xiě)算法分為空間域、變換域和壓縮域三類(lèi)算法?？臻g域算法通常是將機(jī)密信息嵌入在BP、GIF等圖像像素和調(diào)色板的LSB上，或者將機(jī)密信息直接成塊的嵌入在圖像格式中。變換域算法是在傅立葉變換〔FFT〕域、離散余弦變換〔DT〕域、離散小波變換〔DT〕域等上實(shí)現(xiàn)信息的LSB嵌入。算法主要是通過(guò)修改主信號(hào)某些指定的頻域系數(shù)來(lái)嵌入數(shù)據(jù)。壓縮域算法是指機(jī)密信息的嵌入、檢測(cè)和提取都直接在壓縮域數(shù)據(jù)中進(jìn)展的隱寫(xiě)算法。一個(gè)典型的壓縮域算法是對(duì)GIF圖像的LZ壓縮數(shù)據(jù)直接修改LSB或者是在PEG系列的預(yù)測(cè)幀中修改LSB。根據(jù)隱寫(xiě)算法的分類(lèi)檢測(cè)模塊將使用插件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的檢測(cè)算法。國(guó)際上比擬典型的通用檢測(cè)算法有estfeld檢驗(yàn)法、Avibas圖像質(zhì)量度量回歸分析法、Harsen的質(zhì)心度量法和Farid高階統(tǒng)計(jì)量分析法等；國(guó)內(nèi)大多是針對(duì)每一種隱寫(xiě)術(shù)軟件的專(zhuān)用檢測(cè)算法，這些算法的實(shí)現(xiàn)以插件的形式存在并由系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度管理到達(dá)實(shí)時(shí)并行處理。這樣不僅可以進(jìn)步檢測(cè)效率而且還使得系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性。實(shí)時(shí)并行處理的關(guān)鍵是進(jìn)展線程資源分配和調(diào)度，以及對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)展記錄。另外，還有一些通用的隱藏分析方法，它們不需要知道隱藏所采用的方法，而通過(guò)訓(xùn)練原始圖像組和含隱藏信息的圖像組得到原始圖像和隱藏圖像的一些特征值，并以此對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)展分析。這類(lèi)方法對(duì)于變換域和空域隱藏算法都有較強(qiáng)的適用性，對(duì)新的未知隱藏方法，可以通過(guò)訓(xùn)練調(diào)整某些參數(shù)來(lái)施行檢測(cè)，具有一定的靈敏性。其缺點(diǎn)是檢測(cè)前需要訓(xùn)練，檢測(cè)的效率和精度沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的隱藏分析方法高。三、搜索與檢測(cè)方案1．起始頁(yè)面的定位與圖像初選互聯(lián)網(wǎng)上的圖像檢索系統(tǒng)，解決了三個(gè)方面的問(wèn)題。首先是如何從互聯(lián)網(wǎng)上獲取圖像，其次是如何對(duì)獲取的圖像建立相應(yīng)的索引，最后是如何根據(jù)用戶(hù)的需求在圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)展檢索。與此不同，我們的目的是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的海量圖像進(jìn)展信息隱藏存在性搜索，搜索的范圍可以是整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)，也可以是某單個(gè)網(wǎng)站及其相關(guān)鏈接。因此，搜索的起始頁(yè)面可以是隨機(jī)URL()，也可以根據(jù)詳細(xì)的檢測(cè)范圍選定某一網(wǎng)頁(yè)作為起始頁(yè)面。論文聯(lián)盟有了起始頁(yè)面即可獲取圖像?；ヂ?lián)網(wǎng)上存在各式各樣的圖像，我們需要獲取具有一些根本特征的圖像以供檢測(cè)使用，因此需要對(duì)圖像進(jìn)展選擇。這里我們采用初選的方法過(guò)濾掉一些無(wú)關(guān)的圖像。首先對(duì)選定的站點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)展圖像的搜集，頁(yè)面內(nèi)所有的圖像都以鏈接的方式存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。站點(diǎn)內(nèi)所有的頁(yè)面都送給頁(yè)面分析器進(jìn)展分析，同時(shí)，考慮到信息隱藏自身的需求，如載體圖像的大小等，可利用一些啟發(fā)式信息，如圖像的尺寸、文件類(lèi)型、文件名、圖像的顏色直方圖等，對(duì)圖像進(jìn)展簡(jiǎn)單的分類(lèi)，同時(shí)去掉廣告條、背景、圖標(biāo)、按鈕等圖像的鏈接。通常我們選擇格式為*.jpg、*.bp、*.png或*.gif，大小范圍在10k2之間的圖像以供進(jìn)一步的檢測(cè)。2.圖像檢測(cè)與結(jié)合分析經(jīng)過(guò)初選后的圖像具有一些根本的特征，對(duì)這些圖像可采取分層的方法進(jìn)展檢測(cè)。首先對(duì)圖像利用通用分析方法進(jìn)展信息隱藏存在性檢測(cè)。目前效果較好的通用檢測(cè)方法有：基于加性噪聲的隱藏分析方法、通用盲檢測(cè)方法、基于圖像質(zhì)量度量的分析方法等，本文選用基于圖像質(zhì)量度量的分析方法。在用通用檢測(cè)方法檢測(cè)時(shí)，考慮到檢測(cè)的精度，可適當(dāng)放寬門(mén)限值，使得我們可以得到較多的可疑圖像以供下一步的準(zhǔn)確分析。在進(jìn)展準(zhǔn)確分析時(shí)，首先檢查圖像的空間域自然屬性是否被破壞，此舉是為了將圖像分為空間域隱藏圖像和變換域兩類(lèi)。由于空間域中的隱藏分析方法相對(duì)簡(jiǎn)單，有的方法可以很快對(duì)圖像的自然屬性是否已被破壞做出較為準(zhǔn)確判斷，如RS方法、抽樣對(duì)分析方法等。假如沒(méi)有發(fā)現(xiàn)圖像空域自然屬性被破壞，那么下一步要考慮采用變換域隱藏分析方法來(lái)檢測(cè)?；跈z測(cè)速度和檢測(cè)性能的綜合考慮，可選用快速統(tǒng)計(jì)分析方法、基于JPEG匹配性的信息隱藏分析方法。3．結(jié)果聚類(lèi)與數(shù)據(jù)庫(kù)建立考慮到網(wǎng)頁(yè)的相對(duì)穩(wěn)定性，我們需要建立一個(gè)保存搜索結(jié)果超級(jí)鏈接的數(shù)據(jù)庫(kù)，便于對(duì)搜索對(duì)象進(jìn)展進(jìn)一步分析。在數(shù)據(jù)庫(kù)建立中，對(duì)搜索到的圖像鏈接采用層次構(gòu)造聚類(lèi)方式進(jìn)展存儲(chǔ)。圖像搜索過(guò)程采用廣度有限搜索算法，對(duì)搜索結(jié)果按照搜索鏈接層次進(jìn)展分類(lèi)，在同一層次內(nèi)再按照網(wǎng)頁(yè)的訪問(wèn)目錄進(jìn)展分類(lèi)保存，并以一種超鏈接的層次方式提交給用戶(hù)。搜索結(jié)果進(jìn)展層次構(gòu)造聚類(lèi)后，便于用戶(hù)處理大規(guī)模的搜索結(jié)果集和對(duì)特定目的的快速查找，同時(shí)也為搜索結(jié)果的全面性檢驗(yàn)提供方便。4．啟發(fā)式搜索與一樣圖像快速定位信息隱藏技術(shù)常用于傳遞機(jī)密信息。當(dāng)載體圖像通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸時(shí)，為了使接收方能接收到信息，發(fā)送方通常會(huì)在不同的位置發(fā)送多幅同樣的含有隱藏信息的圖像。因此，當(dāng)確定某一圖像中含有隱藏信息后，我們需要對(duì)搜索空間中的所有一樣載體內(nèi)容的快速查找和定位，以便對(duì)該內(nèi)容圖像進(jìn)展相關(guān)的檢測(cè)、修改或其他處理。由于一幅圖像已經(jīng)確定，以該圖像的名稱(chēng)、格式、大孝紋理、鏈接地址等為啟發(fā)條件，我們可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的鏈接地址展開(kāi)啟發(fā)式搜索和檢測(cè)。顯然，與廣度優(yōu)先遍歷搜索和深度優(yōu)先搜索相比，啟發(fā)式搜索的效率要高得多。5.搜索中止條件和全面性檢驗(yàn)搜索算法中止條件有兩種，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)展選擇。一種為搜索時(shí)間到達(dá)用戶(hù)設(shè)定的上限值，另一種為搜索層數(shù)〔已搜索的URL目錄層數(shù)〕到達(dá)用戶(hù)設(shè)定的最大值。搜索過(guò)程中，以下兩種情況將會(huì)導(dǎo)致搜索結(jié)果的不完全性：途徑循環(huán)：由于站內(nèi)網(wǎng)頁(yè)的全連通性將可能導(dǎo)致循環(huán)搜索途徑的產(chǎn)生，繼而導(dǎo)致某些網(wǎng)頁(yè)將始終無(wú)法被搜索到。資源限制：由于用戶(hù)對(duì)搜索時(shí)間和層數(shù)的限制導(dǎo)致局部網(wǎng)頁(yè)無(wú)法被訪問(wèn)到。通過(guò)計(jì)算搜索的信息覆蓋率，可以定量地表征搜索結(jié)果的查全率并可判斷搜索結(jié)果能否到達(dá)可被承受的有效覆蓋率。對(duì)信息隱藏檢測(cè)而言，查準(zhǔn)率和查全率都非常重要。查準(zhǔn)率直接反映了檢測(cè)性能，而當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一圖像中存在隱藏信息后，需要查找搜索空間中所有的一樣圖像，這時(shí)要求有很高的查全率。實(shí)際應(yīng)用中，查全率為搜索圖像數(shù)目與抽樣方法得到圖像總數(shù)目估計(jì)值的比率。四、完畢語(yǔ)本文對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上含隱藏信息圖像的搜索與檢測(cè)問(wèn)題進(jìn)展了討論，提出了一套完