信息隱藏重點

信息隱藏總復(fù)習(xí)（內(nèi)容僅供參考，如有遺漏，請自行補充）第一章一、信息隱藏的基本概念及特性；二、信息隱藏、加密的區(qū)別與聯(lián)系；三、隱寫術(shù)；四、數(shù)字水??；五、隱寫術(shù)與數(shù)字水印的區(qū)別。1.信息隱藏的基本概念P1：利用載體中存在的冗余信息（信息空間冗余、通信通道空間、人類感覺系統(tǒng)冗余等）來隱藏秘密對象，以實現(xiàn)保密通信或者實現(xiàn)數(shù)字簽名和認證。2.信息隱藏具備的特性P2：不可感知性、不可檢測性、容量、魯棒性、安全性、復(fù)雜性。3.信息隱藏與加密方法比較P1：（1）信息加密是隱藏信息的內(nèi)容，而信息隱藏是隱藏信息的存在性，信息隱藏比信息加密更為安全，因為它不容易引起攻擊者的注意。（區(qū)別）（2）信息隱藏打破了傳統(tǒng)密碼學(xué)的思維范疇，從一個全新的視角審視信息安全。與傳統(tǒng)的加密相比，信息隱藏的隱蔽性強，在信息隱藏中，可以把這兩項技術(shù)結(jié)合起來，先將秘密信息進行加密預(yù)處理，然后再進行信息隱藏，則秘密信息的保密性盒不可覺察性的效果更佳。（聯(lián)系）4.信息隱藏的三個重要領(lǐng)域P2：隱寫術(shù)、數(shù)字水印和隱蔽通信。5.隱寫術(shù)：定義一，是一種保密通信技術(shù)，通常解釋為把秘密信息隱藏于其他信息之中，其中消息的存在形式較為隱秘。定義二，隱寫術(shù)最常見的用法是將秘密信息隱藏到另一個載體中，載體可以是圖像、音頻、視頻和文本或者其他二進制編碼。隱藏的信息可以是純文本、密碼圖像或者其他比特流。（P3）6.數(shù)字水?。海?）是指在數(shù)字化的內(nèi)容中嵌入不明顯的記號。（2）被嵌入的記號通常是不可見或不可擦，但是通過一些計算操作可檢測或提取。（3）水印與源數(shù)據(jù)緊密結(jié)合并隱藏其中，成為源數(shù)據(jù)不可分離的一部分，并通過一些不破壞原數(shù)據(jù)使用價值和商用價值的操作而存活下來。7.數(shù)字水印與隱寫術(shù)的區(qū)別（1）數(shù)字水印所隱藏的信息總是與被保護的數(shù)據(jù)對象或它的所有者有關(guān)，而隱寫則可以隱藏任何信息；（2）對于“健壯性”的要求不同，數(shù)字水印需要更好的健壯性；（3）在發(fā)送者與接受者之間的通信方式不同，隱寫術(shù)通常是點對點的，數(shù)字水印通常是一點對多點的；（4）隱寫術(shù)專門研究如何隱藏實際存在的信息，隱藏的信息可以與被保護信息無任何關(guān)聯(lián)，而水印并不總需隱藏，如可見水印，隱藏信息與被保護信息之間有密切關(guān)系。第二章一、信息隱藏的基本原理與分類；二、隱寫術(shù)的基本原理與分類；三、一般的數(shù)字水印系統(tǒng)。1.信息隱藏基本原理：P19（1）隱寫成功：先將秘密信息嵌入到噪聲信號中，然后再隨噪聲信號嵌入到數(shù)字圖像中，如果噪聲的容量不大，在沒有原始圖像比較的情況下一般人類視覺和計算機統(tǒng)計分析都無法感知到秘密消息的存在，這樣隱寫就成功了。（2）在提取秘密信息時，需要圖像恢復(fù)和差錯控制編碼技術(shù)，前者得到原始圖像的近似估計，并對嵌入的秘密信息容量進行估計，然后根據(jù)相應(yīng)的算法進行提取。（3）這種方案的位錯率較高，所以必須對秘密信息也進行低比率差錯編碼，才能較完善的提取秘密信息。2.信息隱藏的分類（P20）（1）信息隱藏的主要分支：圖2.1（2）根據(jù)分類依據(jù)不同，可以將隱寫術(shù)分為以下幾類：a.按隱寫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類分為純隱寫術(shù)、密鑰隱寫術(shù)和公鑰隱寫術(shù)；b.按隱寫空間分類可以分為空域隱寫、變換域隱寫；c.按隱寫載體分類可以分為文本隱寫、圖像隱寫、音頻隱寫、視頻隱寫和二進制隱寫。3.隱寫術(shù)的基本原理：P19-P20（1）對欲嵌入的秘密信息進行預(yù)處理，預(yù)處理包括加密、編碼然后生成偽隨機數(shù)；（2）將預(yù)處理后的秘密信息根據(jù)相應(yīng)的嵌入算法嵌入到載體中，載體可以包括文本、圖像、語音和視頻等多種格式的多媒體；（3）在通信中可以使用隱蔽信道進行通信；（4）最后在提取中根據(jù)相應(yīng)的提取算法和密鑰提取秘密消息，這樣，就可以達到三層安全。4.數(shù)字水印系統(tǒng)P29數(shù)字水印系統(tǒng)包括水印的嵌入和檢測/提取過程，數(shù)字水印系統(tǒng)的一般構(gòu)成如圖2.7所示。圖2.7（a）為水印嵌入，功能是將水印嵌入到載體數(shù)據(jù)中；圖2.7（b）為水印檢測，功能是判斷是否含有指定的水印并對水印可行度進行檢測。第三章一、偽隨機數(shù)發(fā)生器；二、RCA流密碼；三、Arnold與幻方置換。1.偽隨機數(shù)發(fā)生器定義：它的輸出序列和真正的隨機發(fā)生器通過多項式次數(shù)實驗得到的輸出序列不可區(qū)分，并且任何單通路函數(shù)的發(fā)現(xiàn)都可以成為偽隨機數(shù)發(fā)生器。查找最接近顏色Until完全匹配的顏色這樣通過這個算法程序，可以保證找到的總是最相近的顏色。具體的嵌入算法如下：（1）建立調(diào)色板的RGB空間。（2）讀入調(diào)色板矩陣Map和索引矩陣I（M*N）。（3）計算調(diào)色板顏色間距離矩陣。（4）對顏色分類。（5）建立調(diào)色板分類索引。（6）對圖像矩陣進行分塊，統(tǒng)計顏色出現(xiàn)概率。（7）根據(jù)顏色分類，計算頻率和掃描序號。（8）由用戶密鑰來控制隨機數(shù)發(fā)生器確定隱藏位置，設(shè)確定的隱藏位的調(diào)色板索引，判別奇偶，嵌入秘密信息，為0賊不修改索引值，如為1則修改索引值表示已嵌入信息位。（9）重復(fù)上述步驟直至隱藏了所有的信息。3.空域信息隱藏算法（1）什么是空域信息隱藏算法？P65空間域算法使用像素的二維陣列來存放隱藏的數(shù)據(jù)，最典型的信息隱藏算法是最低有效位算法（LSB），他利用人類的視覺特點，對在某一閾（yu）值之下的變化感覺不明顯，這種技術(shù)使用嵌入秘密信息來替換原圖像中的最低N位，如果只替換1位時，人眼對微小的顏色變化并不能感知，那么在圖像處理時可以改變相鄰像素間的差分來隱藏信息。（2）最低有效位（LSB）算法描述（必考）假設(shè)需要嵌入的秘密消息為M，載體圖像為CLSB的嵌入過程DivideCinto{C1,C2,……,Ck}&&size(Ci)=size(M)任意Ci∈｛C1,C2,……,Ck｝,S←CiFori=1,2,……,I(M)doComputertheithmessagePositionJiFORMSji←→MiendforCi←SLSB的提取過程Fori=1,2……,I(M)doComputertheithmessagePositionJiforMMi←LSB(Cji)endfor4.頻域變換信息隱藏P70（1）一般均用二元函數(shù)f(x,y)作為圖像的數(shù)學(xué)表示。理解圖像變換實質(zhì)上是指把圖像變換成另一種數(shù)學(xué)表達方式的操作，通過變換改變圖像的表示預(yù)計表示數(shù)據(jù)，將原定義在圖像空間的圖像以某種形式轉(zhuǎn)換到另外一些空間，并利用這些空間特性來進行圖像處理。（2）變換域技術(shù)包括：離散余弦變換（DCT）、離散小波變換(DWT)、離散傅里葉變換(DFT)和Mellin傅立葉變換。（3）空間域是通過對圖像的數(shù)據(jù)的像素值進行運算來實現(xiàn)信息隱藏，而在頻域中是對圖像的全局的頻率數(shù)據(jù)進行編碼來實現(xiàn)信息隱藏，頻域中的方法具有很強的健壯性。5DCT信息隱藏編碼過程 DivideCinto{b1,b2,…bn} fori=1,2…i(M)do PickbifromC Bi=DCT(bi) PickhidingplaceBi(u1,v1)andBi(u2,v2)fromBi ifmi=0then IfBi(u1,v1)>Bi(u2,v2)then ExchangeBi(u1,v1)andBi(u2,v2) endif else ifBi(u1,v1)<Bi(u2,v2)then exchangeBi(u1,v1)andBi(u2,v2) endif endif adjustBi(u1,v1)andBi(u2,v2):丨Bi(u1,v1)-Bi(u2,v2)丨>x,x>0 C’i=DCT-1(Bi)endforbu