DH_5.3图像信息隐藏与数字水印算法_v2
信息隐藏与数字水印技术
信息隐藏与数字水印技术信息隐藏模型信息隐藏 (Information Hiding)不同于传统的密码学技术。
密码技术主要是研究如何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密码形式 (密文 )进行传递；而信息隐藏则主要研究如何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。
对加密通信而言，可能的监测者或非法拦截者可通过截取密文，并对其进行破译，或将密文进行破坏后再发送，从而影响机密信息的安全；但对信息隐藏而言，可能的监测者或非法拦截者则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息，从而能保证机密信息的安全。
多媒体技术的广泛应用，为信息隐藏技术的发展提供了更加广阔的领域。
我们称待隐藏的信息为秘密信息 (secret message)，它可以是版权信息或秘密数据，也可以是一个序列号；而公开信息则称为载体信息 (cover message)，如视频、音频片段。
这种信息隐藏过程一般由密钥 (Key)来控制，即通过嵌入算法(Embedding algorithm)将秘密信息隐藏于公开信息中，而隐蔽载体 (隐藏有秘密信息的公开信息 )则通过信道(Communication channel)传递，然后检测器 (Detector)利用密钥从隐蔽载体中恢复 /检测出秘密信息。
信息隐藏技术主要由下述两部分组成 :(1 )信息嵌入算法，它利用密钥来实现秘密信息的隐藏。
(2 )隐蔽信息检测 /提取算法 (检测器 ) ，它利用密钥从隐蔽载体中检测 /恢复出秘密信息。
在密钥未知的前提下，第三者很难从隐秘载体中得到或删除，甚至发现秘密信息。
信息隐藏特点信息隐藏不同于传统的加密，因为其目的不在于限制正常的资料存取，而在于保证隐藏数据不被侵犯和发现。
因此，信息隐藏技术必须考虑正常的信息操作所造成的威胁，即要使机密资料对正常的数据操作技术具有免疫能力。
这种免疫力的关键是要使隐藏信息部分不易被正常的数据操作 (如通常的信号变换操作或数据压缩 )所破坏。
5.1图象信息隐藏与水印算法(2)-数字水印基础教程
28
隐藏算法
计算图像边界 筛选隐藏位置 数据预处理（加密、随机化等） 数据替换
29
提取算法（需要原始图像）
从原始图像确定隐藏位置 提取信息
30
隐藏了764bits
31
4 渐进图像数字水印
图像渐进传输技术
网络用户在浏览图片时，首先获得一幅模糊 图像，随着时间的推移，用户可以逐步获得 更加清晰的图像，而如果用户不想看这幅图 像的全貌，可以取消该图像的进一步传输。 这样即节省了用户的时间，又节省了网络带 宽
b a (1 s)
组合图像形成嵌入信息的图像
16
提取算法
将接收图像分为88 的图像块 嵌入位置上的值记为b’ 在嵌入位置上，初始值设为零，用插值算 法根据周围像素值计算这些位置的值，记 为a’(=a)
b' ( 1) s' a
组合s并反置乱
17
原始载体图像 Lena ，512512
R0 3
0
[ R0 , R0 ] [ R1 , R1 ]
0.5
R1 3
1
42
嵌入算法
嵌入1
修改像素值，使得黑色像素的比例在[R1,R1+] 如果修改太大，则标志为无效
修改像素值，使得黑色像素的比例大于R1+3或小于R0 －3
嵌入0
修改像素值，使得黑色像素的比例在[R0-, R0] 如果修改太大，则标志为无效
位图文件头 位图信息头 调色板 图像矩阵
47
调色板：
DH_5.1图象信息隐藏与水印算法_v2_精讲典型算法
������ ������
=
得出结论：给定信道容量，可用不同的带宽和 信噪比来传输信息。当信噪比较小时（干扰很 强），可用宽带系统传输信息。
Datahiding & Digital Watermark 11
2014/10/23
Cox等人研究发现，在对感官质量影响最关键 （或对信号处理和攻击具有很好鲁棒性）的区 域嵌入水印，将使水印系统具有较强鲁棒性。 矛盾的是，嵌入带来的、对这些区域的修改， 会导致载体感官质量下降。 为了解决上述矛盾，Cox将载体(变换域）视为 通信信道，将水印视为信道上传输的信号，将 传输过程中水印系统必须抵抗的处理（攻击） 视为噪声。类比扩频通信技术，将水印以扩频 的方式嵌入到载体最重要的频谱成分中。
扩频通信基本原理
将扩频通信的概念应用到隐蔽通信系统中。 隐蔽通信系统就是试图一 小部分载体，也很难删除整个信息。
2014/10/23
Datahiding & Digital Watermark
13
3 变换域算法
基于扩频思想的数字水印算法
图像信息隐藏算法一
钮心忻、杨榆 北京邮电大学 计算机学院 信息安全中心 yangyu@
图像信息隐藏技术分类
图像隐写算法
隐蔽性 能够抵抗各种信号处理、攻击 完整性验证、篡改定位
图像鲁棒性水印
图像脆弱性水印
2014/10/23
Datahiding & Digital Watermark
QIM量化索引调制（Quantization Index Modulation） 根据要嵌入的信息，使用不同的量化器对图 像进行量化，得到的图像就是含有嵌入信息 的图像
信息隐藏与数字水印
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第十章 信息隐藏与数字水印 2
1. 信息隐藏 2. 数字水印技术概述 3. 数字水印常用算法 4. 针对数字水印的攻击 5. 数字水印的应用与嵌入有效性
（2）保真度
（3）数据有效载荷 （4）盲检测或含辅助信息检测 （5）误检率
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数字水印的特点cont .
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进阶阅读和习题
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数字水印模型
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第十章 信息隐藏与数字水印 3
1. 信息隐藏 2. 数字水印技术概述 3. 数字水印常用算法 4. 针对数字水印的攻击 5. 数字水印的应用与发展
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空域算法
（1）Schyndel算法
（2）文本水印算法 （3）Patchwork算法
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频域（变换域）算法
（1）离散余弦变换（DCT）算法
易损水印要防止的攻击与鲁棒水印完全不同，它不需要抵 抗上述几种攻击，只需抵抗“伪认证”攻击。因为对它
的攻击不是将水印信息去掉或使其不能检测到，而是设
法篡改多媒体数据的内容却不损坏水印信息，即当多媒 体数据的内容发生改变时，使其仍能通过认证。
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对图像水印稳健性的攻击
（1）简单攻击。也称波形攻击或噪声攻击，它只是通过对水印图像进行某
（2）离散小波变换（DWT）算法
（3）RST域算法
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压缩域算法
基于JPEG，MPEG标准的压缩域数字水印算法不仅缩短了大 量的完全解码和重新编码的过程，而且在数字电视广播 及VOD中有很大的应用价值。相应地，水印检测与提取
也直接在压缩域数据中进行。
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水印例子 1
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水印例子 2
（6）鲁棒性
信息隐藏与数字水印技术
03
数字水印技术原理
数字水印的嵌入方法
空域嵌入
直接修改图像的像素值来嵌入水印，通常用于可见水印。
频域嵌入
在图像的频率域中嵌入水印，通过修改图像的变换系数实现，具 有较好的鲁棒性。
量子嵌入
利用量子力学原理将水印信息以量子状态的形式隐藏在图像中， 具有极高的安全性。
02
信息隐藏技术原理
隐写术
隐写术是一种将秘密信息隐藏在普通数据中的技术。它通过改变数据的一 些属性，如像素值、音频信号幅度等，来编码秘密信息。
隐写术通常用于在不破坏原始数据的情况下传递秘密信息，接收者需要使 用特定的方法来提取隐藏的信息。
隐写术的优点是隐蔽性好，难以被察觉，但缺点是容量较小，只能传递少 量信息。
对于不同类型的数据，如音频、视频、图像等，信息隐藏和数字水 印技术的适用性和效果也有所不同，需根据实际情况选择。
根据安全性要求选择
如果对数据的安全性要求较高，可以选择信息隐藏技术；如果更关注 数据的完整性和来源认证，可以选择数字水印技术。
信息隐藏与数字水印技术的发展趋势
信息隐藏技术的进一步发 展
随着信息技术的不断进步，信息隐藏技术将 不断改进和完善，提高隐蔽性和鲁棒性。
数字水印技术的多元化应用
随着多媒体技术的普及，数字水印技术将广泛应用 于版权保护、内容认证等领域，并呈现出多元化的 发展趋势。
信息隐藏与数字水印技术 的融合
未来信息隐藏与数字水印技术将相互借鉴和 融合，形成更加高效和安全的信息保护技术 。
05
信息隐藏与数字水印技术的应用 案例
信息隐藏在数据传输中的应用案例
信息隐藏与数字水印技术的应用场景
档案图片隐藏数字水印分析
档案图片隐藏数字水印分析随着数字技术的飞速发展，图像处理已经成为了人们生活中不可或缺的部分。
数字水印技术就是其中的一种重要的技术手段之一。
数字水印可以隐藏在图片、视频和音频文件中，并且不会对原内容造成明显变化，从而达到保护、认证等作用。
在这篇文章中，我们将重点讨论档案图片中隐藏数字水印的原理和分析。
一、数字水印技术概述数字水印技术是一种可以嵌入在数字媒体中的一种信息标签。
它可以包含有关该媒体的信息，例如所有权、版权、来源等。
数字水印在传统图像中是不可见的，只有通过特定的算法和技术手段才能提取出来。
数字水印分为可感知和不可感知两种类型。
可感知数字水印意味着人类可以感知到水印的存在，但对图像的视觉质量几乎没有影响。
不可感知数字水印则是指人眼无法感知到的水印信息。
数字水印技术包括空域水印、频域水印、可变水印等多种方法。
二、档案图片隐藏数字水印的意义在档案图像处理中，隐藏数字水印的主要目的在于保护档案图像的完整性和真实性。
由于数字水印是一种难以察觉的信息，因此可以有效地防止图像被篡改、盗用等行为。
数字水印还可以为档案图像提供来源、时间、地点等信息，方便管理和查找。
隐藏数字水印还可以为图像的版权保护提供技术支持，可以有效防止盗版和侵权行为。
1. 空域数字水印空域数字水印是一种将水印信息直接嵌入到图像像素中的方法。
其核心思想是对图像的像素进行微小的改变，从而隐藏水印信息。
在档案图像中隐藏数字水印时，可以通过修改图像的一些像素值来实现。
这种方法简单易行，但是对图像的质量和视觉效果影响较大。
3. 可变水印可变水印是一种根据不同的应用环境和需求，动态调整水印信息的方法。
在档案图像处理中，可变水印可以根据不同的图像内容和使用场景，动态调整水印信息的隐藏方式和位置。
这种方法可以更好地保护图像的安全性和完整性。
档案图片隐藏数字水印的实现需要借助于特定的数字水印算法和工具。
常用的数字水印算法有LSB算法、DCT变换算法、扩频算法等。
图像信息隐藏技术要点
图像信息隐藏技术要点什么是图像信息隐藏技术图像信息隐藏技术，是一种将秘密信息嵌入到数字图像中并将其隐藏的技术。
该技术通常用于隐蔽传递个人信息、商业机密等需要保密的信息。
在此过程中，嵌入的秘密信息被称为水印（Watermark），而所嵌入的数字图像被称为承载图像。
实现图像信息隐藏的方法图像信息隐藏技术有不同的实现方法，主要包括以下三种：频率域方法频率域方法是将水印嵌入到图像的频域中，包括傅里叶变换、小波变换等。
频域技术通常对图像进行变换，将其转换为一系列频率分量，并将水印信息嵌入到这些频率分量中。
这种技术的优点是可以防止通用的图片处理程序对水印的攻击，但是需要高计算资源和技术水平。
空间域方法空间域方法嵌入水印，是嵌入水印的奠基方法。
空间域图像处理包括直接修改像素值、加密和解密、扰动和算法伪随机方法等。
空间域技术需要较少的计算资源，但也容易被攻击。
混沌加密方法混沌加密方法是利用混沌映射的不可预测性，将水印隐藏到图像中，并增加保密性。
这种方法与频率域方法和空间域方法相比，提供了较高的保密性和鲁棒性。
图像信息隐藏技术的应用领域图像信息隐藏技术有广泛的应用领域。
主要包括以下几个方面：版权保护图像信息隐藏技术可用于保护数字内容的版权。
通过将水印嵌入到数字文件中，可以确定版权保护所需的信息，并防止其未经授权的转载和复制。
安全认证图像信息隐藏技术可以用于安全认证，例如保护数字证书或电子签名。
通过将水印嵌入到证书或签名中，可以确保文件的完整性，并防止伪造。
数据隐藏图像信息隐藏技术可以用于隐蔽传递个人信息、商业机密等需要保密的信息。
通过将水印嵌入到数字图像中，可以隐藏数据，并防止其被未经授权的访问。
图像信息隐藏技术的应用局限性图像信息隐藏技术虽然在很多方面都有优势和应用价值，但是仍然存在一些局限性，主要包括以下几个方面：图像质量下降为了隐藏数据，图像信息隐藏技术修改了数字图像文件的像素，从而可能导致图像质量下降。
这对于需要高品质图像的行业，如媒体和艺术行业，可能会产生负面影响。
信息隐藏与数字水印实验教程课程设计
信息隐藏与数字水印实验教程课程设计课程设计简介信息隐藏和数字水印是一类在数字媒体内容中嵌入一些“隐蔽”的信息的可逆技术，其中信息隐藏以隐藏为目标，数字水印以鉴别为目标。
本课程设计是一款针对信息隐藏和数字水印技术的实验教程，旨在让学生了解信息隐藏和数字水印的基本概念、算法流程及实验操作。
实验教程实验1：LSB信息隐藏LSB信息隐藏是一种较为简单的信息隐藏技术，利用了图像或音频信号中的最低有效位（LSB）来储存信息。
本实验将让学生了解LSB信息隐藏的基本思路和实现流程。
实验步骤：1.安装Python编程环境和必要的库（numpy、pillow等）；2.编写Python代码实现将信息隐藏到图像中的最低有效位；3.对图像进行解密，将隐藏的信息提取出来并显示。
实验要求：1.能够了解LSB信息隐藏的原理；2.能够独立完成Python代码的编写和调试；3.能够对嵌入信息后的图像进行正确解密。
实验2：DCT数字水印DCT数字水印是一种在频域中实现数字水印嵌入到图像或视频信号中的可逆算法，其中DCT（离散余弦变换）是一种常见的频域转换方式。
本实验将让学生了解DCT数字水印的基本原理和实现方法。
实验步骤：1.安装MATLAB编程环境和必要的工具箱（image processing等）；2.编写MATLAB代码实现将数字水印嵌入图像中的DCT系数；3.对嵌入数字水印后的图像进行攻击，如JPEG压缩、调整亮度等；4.对加入攻击后的图像进行解密，将数字水印提取出来并验证。
实验要求：1.能够了解DCT数字水印的基本原理；2.能够独立完成MATLAB代码的编写和调试；3.能够对加入攻击后的图像进行正确解密和验证。
实验结论通过本次课程设计，学生能够了解信息隐藏和数字水印的基本概念，并通过实验了解LSB信息隐藏和DCT数字水印的基本算法和实现方式。
同时，学生也能够了解到数字水印的鲁棒性和对攻击的抵抗能力，以及对数字媒体内容可信度的提升。
图像处理中的数字水印算法综述
图像处理中的数字水印算法综述数字水印是一种通过在数字媒体中嵌入特定信息进行认证、保护和传播的技术。
在图像处理领域，数字水印算法广泛应用于版权保护、信息隐藏、内容认证以及图像溯源等方面。
本文将综述图像处理中的数字水印算法及其应用，并重点介绍几种常用的数字水印算法。
一、数字水印的概念与分类数字水印是在数字媒体中嵌入的一段特定的信息，不可感知地存储于原始图像中。
数字水印按照水印的类型可以分为可见水印和不可见水印。
可见水印是在原始图像中直观可见的标识，常用于版权保护和身份认证。
而不可见水印则是在原始图像中隐藏的隐蔽信息，常用于图像溯源与内容认证。
二、数字水印算法的综述1. 空域水印算法空域水印算法是将水印嵌入到原始图像的像素值中。
其中，最简单的一种方法是最低有效位（LSB）算法，它将水印信息嵌入到原始图像中的最低比特位中，对图像的质量影响较小。
此外，还有基于差值扩展和扩频技术的空域水印算法，能够提高水印嵌入的容量和鲁棒性。
2. 变换域水印算法变换域水印算法是将水印嵌入到原始图像的变换域中，如离散余弦变换（DCT）和离散小波变换（DWT）。
其中，基于DCT的数字水印算法通过选择合适的频域系数进行嵌入操作，提高了水印的鲁棒性和不可感知性。
基于DWT的数字水印算法则通过将水印嵌入到图像的高频细节中，提高了水印的抗压缩性能。
3. 频域水印算法频域水印算法是将水印嵌入到原始图像的频域中，如离散傅里叶变换（DFT）和离散小波变换（DWT）。
这些算法通过在频域对图像进行分析，选择合适的频域系数进行水印嵌入，以提高水印的鲁棒性和不可感知性。
4. 扩频水印算法扩频水印算法是一种基于码片序列的数字水印算法，其原理是将水印信息通过扩频技术嵌入到原始图像中。
这种算法具有较好的鲁棒性和抗攻击性能，常用于版权保护和内容认证。
三、数字水印算法的应用1. 版权保护数字水印技术提供了一种有效的版权保护手段。
通过将版权信息嵌入到数字媒体中，可以在未经授权的情况下追踪盗版行为，并为原始创作者提供法律保护。
数字图像水印算法研究与隐写分析
数字图像水印算法研究与隐写分析数字图像水印技术是一种在图像中嵌入隐藏信息的技术，它可以对图像进行认证、完整性保护和版权保护。
本文将探讨数字图像水印算法的研究和隐写分析。
数字图像水印算法是指将水印嵌入到数字图像中的技术。
一种常见的方法是利用离散余弦变换（DCT）将水印转换到频域，然后嵌入到图像的高频区域中。
另一种方法是基于离散小波变换（DWT），通过利用小波域的多分辨率特性将水印嵌入到图像的不同频带上。
此外，还有基于人眼视觉系统特性的水印算法。
例如，频域脆弱水印算法利用人眼对图像的敏感性，将水印嵌入到图像的视觉敏感区域，以进行版权保护。
隐写分析是指通过检测和分析图像中的隐写信息来破解和提取水印算法。
隐写分析可以分为被动性和主动性两种方法。
被动性方法是指通过分析图像的统计特性，寻找图像中嵌入的水印信息的迹象。
主动性方法是指通过对图像进行攻击，如图像压缩、滤波、旋转等，来破坏水印算法，以提取水印或破解算法。
为了提高水印的鲁棒性和安全性，研究者们提出了许多改进的算法。
例如，改进的DCT算法使用矩形分块和多通道的方法，增强了水印的容量和鲁棒性。
改进的DWT算法使用基于小波能量和自适应嵌入策略，提高了水印的安全性和鲁棒性。
此外，还有一些基于深度学习的水印算法，利用神经网络的强大学习能力，提高了水印的抗攻击性和提取准确性。
隐写分析的方法也在不断发展和改进。
例如，基于统计分析的方法利用图像的统计特性，如直方图、灰度分布等，寻找图像中的隐写信息。
基于机器学习的方法则利用机器学习算法，如支持向量机（SVM）和决策树（DT），对图像进行分类和判别，以检测和提取水印信息。
此外，还有一些基于深度学习的隐写分析方法，利用卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN），从图像中提取和还原水印信息。
总结来说，数字图像水印算法的研究和隐写分析是一个复杂而有挑战性的领域。
研究人员通过提出改进的算法和方法，不断提高水印的鲁棒性、安全性和提取精度。
图像处理技术的图像加密与数字水印技巧分享
图像处理技术的图像加密与数字水印技巧分享图像加密和数字水印是图像处理技术中重要的领域，在保护图像隐私和版权方面具有重要的应用。
本文将分享图像加密和数字水印的一些常见技巧和方法。
图像加密是一种保护图像内容安全的技术，主要目的是通过对图像进行加密处理，使得未经授权的人无法获得图像的具体内容。
图像加密的方法有很多种，其中较为常见和有效的方法包括对称加密和非对称加密。
对称加密是指加密和解密所使用的密钥是相同的，常见的对称加密算法有DES、AES等。
这些算法通过对图像的每个像素进行位运算或混合运算，使得图像的像素值发生改变，从而达到加密的效果。
对称加密算法的优点是加密解密速度快，但缺点是密钥的传输需要保证安全。
非对称加密是指加密和解密使用的密钥是不同的，常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。
这些算法使用两个密钥，公钥用于加密，私钥用于解密。
图像加密过程中，使用公钥对图像进行加密，只有拥有私钥的人才能解密。
非对称加密算法的优点是密钥安全性高，但缺点是加密解密速度较慢。
数字水印是指在图像中嵌入一些特定的信息，以证明图像的所有权和完整性。
数字水印可以分为可见水印和不可见水印两种。
可见水印是在图像的可见部分嵌入特定的信息，例如作者的名字或标志。
可见水印可以通过调整嵌入信息的透明度和位置，使得水印与图像融为一体，从而保护图像的版权。
可见水印的优点是易于嵌入和提取，但缺点是有可能影响图像的视觉感受。
不可见水印是在图像的不可见部分嵌入特定的信息，例如版权信息和访问控制信息。
不可见水印的嵌入过程需要考虑到对图像视觉质量的影响，并且需要保证嵌入信息的不可逆性和鲁棒性。
不可见水印的优点是不影响图像的视觉感受，但缺点是提取水印的过程相对较复杂。
除了加密和水印技术外，还可以通过图像压缩和加密的结合来提高图像的安全性。
基于压缩的加密技术将图像分为不同的区块，然后对每个区块进行压缩和加密，从而达到更好的保护图像的目的。
总之，图像加密和数字水印技术在图像处理领域中具有重要的应用。
信息隐藏技术第四章数字图像水印
2021/4/15
20
信息隐藏技术_第四章_数字图像水印
扩频原理
2021/4/15
21
信息隐藏技术_第四章_数字图像水印
直接序列扩频
2021/4/15
22
信息隐藏技术_第四章_数字图像水印
扩频嵌入
•加性嵌入
data:01001110 data:11111111
s(j),s(j),s(j),s(j),s(j),s(j),s(j),s(j)
•Watermarking
Watermarks, on the other hand can be considered more of attributes of the carriers. They convey some information about the carrier, author, or owner. The existence of an embedded watermark may be known or unknown. The idea here has less to do with secrecy than to do with survivability.
•………
2021/4/15
17
信息隐藏技术_第四章_数字图像水印
数字图像水印的发展过程
•第一阶段
基本的嵌入与检测方法
•第二阶段
基于HVS的水印方法，鲁棒水印/脆弱水印
•第三阶段
可逆水印
2021/4/15
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信息隐藏技术_第四章_数字图像水印
第四章 主要内容
•数字图像水印概述 •数字水印算法 •基于HVS的图像水印 •鲁棒数字图像水印 •脆弱数字图像水印
2021/4/15
数字水印技术与图象隐藏
数字水印技术与图象隐藏一、引言随着多媒体技术已广泛应用，网络的普及，人们的交流也越来越便捷但是信息的安全保护问题日益突出。
当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础，采用公钥或私钥控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。
但随着计算机处理能力的快速提高，这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。
最近几年，许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线，尝试用各种信号处理方法对数据进行隐藏加密，并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。
“数字水印”技术在图象隐藏方面有着广泛的用途。
能够很好地达到隐藏图象的作用，使我们有用的信息得以加密。
二、数字水印数字水印技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。
数字水印在信息隐藏及图象隐藏方面有着极为广泛的应用。
数字水印技术的基本思想源于古代的密写术。
古希腊的斯巴达人曾将军事情报刻在普通的木板上，用石蜡填平，收信的一方只要用火烤热木板，融化石蜡后，就可以看到密信。
使用最广泛的密写方法恐怕要算化学密写了，牛奶、白矾、果汁等都曾充当过密写药水的角色。
可以说人类早期使用的保密通信手段大多数属于密写而不是密码。
然而，与密码技术相比，密写术始终没有发展成为一门独立的学科，究其原因，主要是因为密写术缺乏必要的理论基础。
如今，数字化技术的发展为古老的密写术注入了新的活力，也带来了新的机会。
在研究数字水印的过程中，大量借鉴了密写技术的思想。
尤其是近年来信息隐藏技术理论框架研究的兴起，更给密写术成为一门严谨的科学带来了希望。
毫无疑问，密写技术将在数字时代得以复兴。
以密写技术为基础的数字水印技术将在未来的信息隐藏及图片隐藏技术中扮演重要的角色。
数字水印具有以下特点：1、隐蔽性：在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质，并且不易被察觉。
2、隐藏位置的安全性：水印信息隐藏于数据而非文件头中，文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。
物联网安全技术中的信息隐藏与数字水印技术研究
物联网安全技术中的信息隐藏与数字水印技术研究随着物联网技术的不断发展，各种设备之间的互联互通占据了越来越重要的地位。
然而，这种互联带来了新的安全威胁，比如设备无法保证信息的隐私性和完整性，很容易不受授权地被访问和篡改。
为了解决这些问题，物联网安全技术日益重要。
其中，信息隐藏与数字水印技术在物联网安全中具有重要的地位。
这篇文章将对信息隐藏与数字水印技术在物联网安全中的应用进行探讨，并介绍相关的研究。
一、信息隐藏技术的基本概念信息隐藏技术，也称为隐写术，是指将一些隐秘信息嵌入其他看似无关的信息中，使得外部观察者难以觉察到信息的存在。
信息隐藏技术可以用于各种应用领域中，包括音频、图像和文本等。
在物联网安全中，信息隐藏技术可以用于保护设备和用户的隐私信息，包括用户身份信息、位置信息等。
二、数字水印技术的基本概念数字水印技术是一种在数字媒体中插入隐秘信息的技术。
与信息隐藏技术不同，数字水印技术在媒体中潜藏的信息不会影响原始数据的质量和表现。
数字水印技术可以被用来检测文件的来源、保护版权信息和防止盗版。
在物联网安全中，数字水印技术可以用于保护设备和用户的隐私信息，同时可以用于追踪设备的来源和防止设备被篡改。
三、信息隐藏技术和数字水印技术在物联网中的应用信息隐藏技术和数字水印技术可以在物联网中有很多应用。
这些应用包括但不限于以下几个方面：1. 天气传感器数据的隐藏和水印：天气传感器可以获得实时的气象数据，但这些数据可能被篡改，从而导致气象预测的不准确。
如果把使用数字水印或信息隐藏技术集成到天气传感器中，就可以保证数据的完整性和准确性。
2. 设备身份验证：在物联网中，许多设备需要在互联网上交换数据。
设备身份验证可以确保这些设备是真实的，从而防止网络攻击和数据篡改。
信息隐藏和数字水印技术可以用于加密设备身份数据，从而保护这些数据。
3. 用户身份验证：在物联网中，用户需要在多个设备之间共享数据。
用户身份验证可以确保这些用户是合法的，并保护他们的隐私。
档案图片隐藏数字水印分析
档案图片隐藏数字水印分析随着数字技术的不断发展，数字水印技术已经成为了一种主流的内容保护技术。
数字水印可以被嵌入到各种类型的数字媒体中，如图片、音频和视频等，用于证明该媒体的合法性和完整性，或者进行版权保护等。
本文主要介绍档案图片隐藏数字水印的分析。
数字水印是一种嵌入在数字媒体中的隐蔽信息，它可以是数字序列、文字、图像标识或者其他形式的信息。
数字水印技术可以分为可见数字水印和不可见数字水印两种类型。
可见数字水印是指明显可见的水印信息，不可见数字水印则是指嵌入在媒体中不会对媒体原内容造成明显变化的水印信息。
在数字水印的嵌入过程中，一般会考虑到水印的稳健性、鲁棒性和隐蔽性等指标，以确保水印信息在经过处理、媒体攻击、传输等情况下尽可能保持完整。
档案图片是指经过数字化处理和保存的档案资料中的图片信息，它们可能来自于扫描仪、照相机或者其他数字媒体的采集设备。
档案图片往往具有重要的历史和文化价值，因此需要进行合理的保护和管理。
数字水印技术可以为档案图片提供一种有效的保护手段，它可以被嵌入到图片中并隐蔽地存储图片相关的信息，以证明图片的合法性和完整性，或者进行版权管理。
数字水印技术也可以为档案图片提供一种溯源的手段，以追溯图片的来源和流转历史。
在档案图片隐藏数字水印的分析中，需要考虑到水印的嵌入和提取过程，以及水印的稳健性、鲁棒性和隐蔽性等指标。
水印的嵌入过程是指将特定的水印信息嵌入到档案图片中的过程，而水印的提取过程则是指从带有水印的档案图片中提取出水印信息的过程。
水印的稳健性是指水印信息在经过一定的攻击处理后仍能被有效提取出来的能力，鲁棒性是指水印信息在经过一定的信道传输或者处理后仍能被有效提取出来的能力，隐蔽性是指水印信息在被嵌入到档案图片中后对图片的主观视觉感知影响较小的能力。
这些指标在档案图片隐藏数字水印分析中至关重要，它们影响着水印技术在档案图片中的应用效果和稳定性。
在实际的档案图片隐藏数字水印分析中，需要综合考虑水印嵌入技术、水印提取技术以及对图像本身的影响等因素。
像处理中的数字水印算法
像处理中的数字水印算法在当今数字化的时代，随着互联网和数字媒体的广泛应用，保护个人和企业的知识产权变得尤为重要。
数字水印算法作为一种常用的技术手段，被广泛应用于数字内容的鉴权、版权保护和信息追踪等方面。
本文将详细介绍数字水印算法的定义、原理、分类以及应用，并探讨其未来的发展与挑战。
一、数字水印算法的定义与原理1. 定义数字水印算法是一种将隐藏信息嵌入到数字媒体中的技术手段。
隐藏信息的形式可以是文字、图像、音频等，它在媒体文件中几乎不可见。
使用数字水印算法可以保护数字媒体的版权，追踪盗版行为以及提供所有权证明。
2. 原理数字水印算法的核心原理是将隐藏信息嵌入到载体媒体中，通过对载体媒体进行微小的改动实现的。
这些微小的改动对于人眼来说是难以察觉的，但对于专门设计的解码器可以被正确提取出来。
传统的数字水印算法通常基于以下几种原理实现：频域水印、空域水印、哈希水印和差值水印等。
二、数字水印算法的分类根据数字水印算法的应用领域和特点，可以将其分为以下几类：1. 盲水印算法盲水印算法即提取水印不需要原始载体，只需加密的水印信息即可。
盲水印算法具有提取方便、高安全性等优点，广泛应用于版权保护和溯源等领域。
2. 非盲水印算法非盲水印算法在提取水印时需要原始载体，即需要原始载体加密后的信息。
非盲水印算法常用于数字内容的鉴权和认证。
3. 频域水印算法频域水印算法是利用图像或音频的频谱特征进行信息嵌入和提取。
该算法具有较强的鲁棒性和隐蔽性，在图像和音频版权保护中得到广泛应用。
4. 空域水印算法空域水印算法是将信息直接嵌入到图片或视频的像素中。
空域水印算法无需频域转换，可以提高算法的实时性和适用性。
三、数字水印算法的应用领域1. 版权保护数字水印算法可以对数字媒体进行标识和追踪，以保护作者的版权。
这在音乐、电影、文学作品等领域具有重要意义。
2. 鉴权认证数字水印算法可以用于数字证书、身份证明等文件的鉴权认证，确保文件的真实性和合法性。
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鲁棒水印应对“几何失真”的 策略
特征法
我们通常在时域（例：像素）或变换域（例： DWT）中嵌入水印， Kutter等提出了“第二代数字水印”概念。 利用图像特征进行水印的嵌入和提取。
方法一：以图像特征为参考，嵌入和提取水印。 方法二：直接嵌入水印到特征中。
2014/11/26
信息隐藏理论与技术
5.3 图像信息隐藏（数字水印） 算法
北京邮电大学信息安全中心 钮心忻、杨榆
图像水印算法介绍
普通图像水印 图像鲁棒性水印 图像脆弱性水印
2014/11/26
信息隐藏理论与技术
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强鲁棒性水印
鲁棒水印
什么是鲁棒水印？
Watermarks designed to survive legitimate and everyday usage of content are referred to as robust watermarks.
信息隐藏理论与技术 15
2014/11/26
鲁棒水印应对“几何失真”的 策略
同步法
Synchronization/registration patterns can be embedded in content to simplify the search. These prevent an increase in the false alarm rate and are usually more computationally efficient than an exhaustive search.
信息隐藏理论与技术 14
2014/11/26
鲁棒水印应对“几何失真”的 策略
穷举法
Exhaustive search entails inverting a large
number of possible distortions, and testing for a watermark after each one. As the number of possible distortions increases, the computational cost and false positive probability using this approach can become unacceptable.
鲁棒水印的性能权衡
2014/11/26
鲁棒水印
鲁棒水印的性能权衡
增强鲁棒性通常会牺牲其他性能，例如计算 开销增大，容量降低，透明性下降，甚至牺 牲对于其他操作的稳健性。 因此，通常不会在一个算法中抵抗所有处理。 例如：用于监测广告的水印需要抵抗广播过 程中的信号处理，包括数模转换，有损压缩 等等，但这个过程不会出现旋转或半色调处 理。
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鲁棒水印应对“几何失真”的 策略
特征法实例
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信息隐藏理论与技术
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鲁棒水印应对“几何失真”的 策略
几何不变量法
Invariant watermarks can be constructed
using such techniques as log-polar Fourier transforms. These remain unchanged under certain geometric distortions, thereby eliminating the need to identify the specific distortions that have occurred.
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2014/11/26
鲁棒水印通用设计策略
冗余嵌入
Redundant embedding can increase
robustness to cropping, filtering, and additive noise. The redundancy can be in the sample domain, the frequency domain, or any other domain in which only part of the signal is distorted by processing.
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信息隐藏理论与技术
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鲁棒水印应对“几何失真”的 策略
隐式同步
In implicit synchronization, we register according to feature points found in the original, unwatermarked Work. This depends on development of a reliable feature-extraction method. 例如 有算法策略为：检测到导频信号后嵌入水印， 导频信号定义为那些快速爬升到峰值的样点。 这样的导频信号对于延时失真具有鲁棒性 2014/11/26 19 信息隐藏理论与技术
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信息隐藏理论与技术
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鲁棒水印通用设计策略
嵌入时，预补偿“失真”
Sometimes we can anticipate that watermarks will be subject to one of a small collection of possible distortions. In these cases, it may be possible to apply the inverse distortion during the embedding process.
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强鲁棒性水印
抗打印扫描水印 抗数据增删水印 抗图像合并水印 抗综合几何变换的图像水印
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信息隐藏理论与技术
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打印、印刷的特点
半色调算法原理
在激光打印、各种印刷中，要用二值输出表 示图像的灰度层次，因此采用半色调技术 半色调技术的实质是：在一个小点阵的网格 内用黑点的多少表现灰度层次 在印刷业中，这样的小网格称做一个网点
印刷品的灰度与数字图像的灰度表示方 法完全不同
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激光打印机中常用的半色调技术是抖动 法，一般来说，抖动法输出的图像只是 大体上和原图一致，局部细节往往失真 由半色调复合点的形状、激光束的扩散、 纸张的吸水特性和光滑度等因素造成的 半色调复合点变化，也常会导致输出图 像变得模糊不清，在使用扫描仪进行扫 描的过程中可能造成图像畸变
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信息隐藏理论与技术
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鲁棒水印通用设计策略
在重要感知“区域”嵌入水印
Embedding watermarks in perceptually significant components of content ensures their robustness against any processing that maintains acceptable fidelity.
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信息隐藏理论与技术
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鲁棒水印通用设计策略
在已知稳健性系数上嵌入
例如：如果如果要设计可以抵抗空间平移的 水印，我们可以选择在傅里叶变换系数幅度 上嵌入水印。 有时，具备特定稳健性的系数难以通过理论 分析获取，则必须通过实验观察分析。
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信息隐藏理论与技术
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信息隐藏理论与技术
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鲁棒水印应对“几何失真”的 策略
几何失真
Geometric distortions, such as temporal delay or spatial scaling, are generally more difficult to handle than valumetric distortions, and robustness against them is a current topic of research. 时域几何失真： 空域几何失真：
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信息隐藏理论与技术
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鲁棒水印通用设计策略
在已知稳健性系数上嵌入
It is sometimes possible to explicitly identify components of content that are robust to expected processes and embed the watermark in these. If the detector is informed, this may be done on a Work-by-Work basis.
从像素值分布的图形上，可以看出打印 扫描前后的差别比较明显，这种较大的 差异将导致在空间域水印检测非常困难
(a) 原始图像 (b) 打印扫描后 LENA图像的像素值分布的直方图
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(a) 原始图像 (b) 打印扫描后 COUPLE图像的像素值分布的直方图
(a) 原始图像 (b) 打印扫描后 GIRL图像的像素值分布的直方图
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信息隐藏理论与技术 25
2014/11/26
打印扫描对图像的影响
考察哪些数据在图像经过打印和扫描后 没有改变或者改变较小 做一些统计分析