第2章_信息隐藏技术
《信息隐藏技术》 课件 第1、2章 绪论、 基于数字图像的信息隐藏区域
第一章绪论 1.3 信息隐藏技术的研究意义以及应用领域
1.3.1-信息隐藏技术的研究意义 1.完善信息安全体系,提高国家信息安全水平 信息隐藏技术为信息安全传递提供了强有力的技术支持。
几乎所有的军事信息都涉及国家安全,但也时刻受到窃取与 破 坏的威胁。应用信息隐藏技术是保障军事信息安全传输 与交互的重要技术手段。可以肯定的是,信息隐藏技术的进 步可以完善信息安全系统,提高国家信息安全水平。
第一章绪论
图1-5 信息隐藏系统特性示意
第一章绪论
1)秘密性 秘密性是要求信息隐藏系统可以秘密地传输信息,使有 意进行信息截取和破坏的攻击无法找到信息传输迹象,或者 无法分析和提取秘密信息。秘密性具体可以概括为系统的不 可见性和抗分析性,详细概念见表1-1所示。
第一章绪论
第一章绪论
2)通信性 系统的通信性是应用层面上的一个要求,针对这个要求, 信息隐藏系统需要满足鲁棒性和容量性,具体概念如表1-2所 示。
第一章绪论 2.信息隐藏系统安全性分析的学习思路 本书以信息安全评估方法为基础,讲授适应于信息隐藏
系统的安全分析方法,并根据方法所需要的信息与结构,提取 相关的信息隐藏系统的分析要素,对信息隐藏系统的安全性 分析进行研究。信息隐藏系统安全性分析的学习思路如图17所示。
第一章绪论
第一章 绪论
1. 信息隐藏技术的概念 2. 信息隐藏技术的优势 3. 信息隐藏技术的研究意义以 及应用领域 4. 学习重点 5. 知识体系和学习结构
第一章绪论
1.1 信息隐藏技术的概念
本书以数字图像和三维模型作为信息隐藏载体,介绍基 于数字图像和三维模型的信息隐藏技术。
首先,对基于数字图像和三维模型的信息隐藏技术的两 个关键问题——信息隐藏区域和隐藏规则进行讲解。
信息隐藏知识点整理
第一章1、信息安全主要分为两大领域：加密技术与信息隐藏技术。
（1）信息隐藏：将秘密信息秘密地隐藏于另一非机密的文件内容之中。
其形式可为任何一种数字媒体，如图像、声音、视频或一般的文档等。
其首要目标是隐藏的技术要好，也就是使加入隐藏信息后的媒体目标的降质尽可能小，使人无法看到或听到隐藏的数据，达到令人难以察觉的目的。
信息隐藏的原理：是利用载体中存在的冗余信息来隐藏秘密对象，以实现保密通信或者实现数字签名和认证。
信息隐藏与信息加密的区别：信息隐藏和信息加密不尽相同，信息加密是隐藏信息的内容，而信息隐藏是隐藏信息的存在性，信息隐藏比信息加密更为安全，因为它不易引起攻击者的注意。
信息隐藏技术的推动力有两个方面：第一方面是需要保护知识产权的用户；第二方面是对隐藏信息有兴趣的人们，希望以秘密的方式传送信息并且避免第三方接受者的察觉。
（2）加密技术：是指通过加密或者以打乱信息的方式来使信息只能到达指定接受者并解密信息。
2、信息隐藏具备的特性：（1）不可感知性：也称隐蔽性。
载入信息的伪装载体与原载体应当大体上是很接近的，从人的视觉上应该感觉不到任何变化。
（2）不可检测性：不可检测性是信息隐藏的目的。
（3）容量：容量增大，会降低不可感知性和不可检测性。
（4）鲁棒性：指嵌入水印后的数据经过经过各种处理操作和攻击操作以后，不可导致其中的水印信息丢失或被破坏的能力。
（5）安全性：指水印不易被复制、伪造、非法检测和移去，文件格式的变换不会导致水印丢失。
（6）复杂性：指水印的嵌入和提取算法复杂度低，便于推广应用。
3、目前隐写性最常见的用法：是将秘密信息隐藏到另一个载体中。
载体可以是图像、音频、视频和文本或者其他二进制数字编码。
隐写术处理的处过程：Cover medium+hidden information+stego-key=stego-medium其中掩密密钥可以用于隐藏和对信息解码。
隐写术的目标是：在传输隐藏信息时避免引起注意。
信息隐藏技术研究意义以及应用领域
还有，信息隐藏技术在进一步实现数字媒体多信息呈现方面， 提供了强有力的技术支持。
例如，在计算机网络的游览器中应用隐藏信息可以实现游览
器的智能化；应用信息隐藏技术，可以把电影的多种语言配
音和字幕嵌到视频图像中携带，在保证视觉质量不受影响的 情况下节省了声音的传输信道。
1.3 研究的意义以及应用领域
1.3.1 研究意义
（2）提高信息检测能力，维护祖国统一！
任何技术本身是没有好坏之分的，关键在于技术使用者应用 进行深入的信息隐藏技术的研究，可以进一步的了解传递载
的目的。如果信息隐藏技术被不法份子所利用，将对国家和 体在隐藏信息后所发生的变化，为信息隐藏分析技术提供更
人民安全造成威胁。 多研究的依据，从而更好地对网络进行有效的监管。
1.3 研究的意义以及应用领域
1.3.2 应用领域
（2）政治方面
从舆论传播的时代特征看，以网络为代表的新兴媒体，已逐 对信息隐藏技术的研究，可以使信息隐藏分析技术同时提升 渐担负起跨媒体、跨区域、跨层次舆论传播媒介的角色，日 水平，使国家有效的对网络隐藏信息进行监测，及时了解 趋成为舆论生成的策源地，舆论传播的集散地，舆论交锋的 “隐藏舆情”，达到舆情安全，对维护社会安定团结起到十
所以，应用信息隐藏技术来实现信息传输，把秘密信息隐藏
于敌人难于注意的公开信息中，掩盖了通信存在的事实，使 得攻击者难以检测或攻击信号，达到信息安全传输的目的。
1.3 研究的意义以及应用领域
1.3.2 应用领域
（2）政治方面
随着现代科学技术和传播手段的迅猛发展和广泛运用，舆论 彰显出前所未有的独特作用和巨大能量，对社会稳定和国家 安全的重要影响日益显现。
lsb信息隐藏课程设计
lsb信息隐藏课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习LSB（最低有效位）信息隐藏技术，使学生掌握信息隐藏的基本原理和方法，培养学生对计算机科学和网络安全领域的兴趣和好奇心。
具体的教学目标如下：1.知识目标：使学生了解LSB信息隐藏技术的概念、原理和应用场景，理解信息隐藏的基本技术及其优缺点。
2.技能目标：培养学生运用LSB信息隐藏技术进行信息隐藏和提取的能力，使其能够运用所学知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：培养学生对计算机科学和网络安全领域的热爱，增强其对信息安全的意识，提高其遵守网络安全的自觉性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括LSB信息隐藏技术的基本原理、实现方法和应用场景。
具体的教学大纲如下：1.第一章：LSB信息隐藏技术概述，介绍LSB信息隐藏技术的概念、原理和应用场景。
2.第二章：LSB信息隐藏技术的实现方法，讲解LSB信息隐藏技术的基本实现方法，包括图像、音频和视频等方面的应用。
3.第三章：LSB信息隐藏技术的扩展，介绍LSB信息隐藏技术的进阶应用，如LSB隐写分析、LSB加密等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解LSB信息隐藏技术的基本原理和实现方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生进行分组讨论，分享学习心得和研究成果，提高学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析典型的LSB信息隐藏案例，使学生更好地理解LSB信息隐藏技术的应用场景。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手实践，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《计算机网络安全技术与应用》等。
2.参考书：《数字隐写术》等。
3.多媒体资料：LSB信息隐藏技术相关的视频教程、演示文稿等。
4.实验设备：计算机、网络设备、图像处理软件、音频处理软件等。
自考信息安全概论习题及答案
⾃考信息安全概论习题及答案信息安全概论习题及答案第1章概论1．谈谈你对信息的理解.答：信息是事物运动的状态和状态变化的⽅式。
2．什么是信息技术答：笼统地说，信息技术是能够延长或扩展⼈的信息能⼒的⼿段和⽅法。
本书中，信息技术是指在计算机和通信技术⽀持下，⽤以获取、加⼯、存储、变换、显⽰和传输⽂字、数值、图像、视频、⾳频以及语⾳信息，并且包括提供设备和信息服务两⼤⽅⾯的⽅法与设备的总称。
也有⼈认为信息技术简单地说就是3C：Computer＋Communication＋Control。
3．信息安全的基本属性主要表现在哪⼏个⽅⾯答：（1）完整性（Integrity）（2）保密性（Confidentiality）（3）可⽤性（Availability）（4）不可否认性（Non-repudiation）（5）可控性（Controllability）4．信息安全的威胁主要有哪些答：（1）信息泄露（2）破坏信息的完整性（3）拒绝服务（4）⾮法使⽤（⾮授权访问）（5）窃听（6）业务流分析（7）假冒（8）旁路控制（9）授权侵犯（10）特洛伊⽊马（11）陷阱门（12）抵赖（13）重放（14）计算机病毒（15）⼈员不慎（16）媒体废弃（17）物理侵⼊（18）窃取（19）业务欺骗等5．怎样实现信息安全答：信息安全主要通过以下三个⽅⾯：A 信息安全技术：信息加密、数字签名、数据完整性、⾝份鉴别、访问控制、安全数据库、⽹络控制技术、反病毒技术、安全审计、业务填充、路由控制机制、公证机制等；B 信息安全管理：安全管理是信息安全中具有能动性的组成部分。
⼤多数安全事件和安全隐患的发⽣，并⾮完全是技术上的原因，⽽往往是由于管理不善⽽造成的。
安全管理包括：⼈事管理、设备管理、场地管理、存储媒体管理、软件管理、⽹络管理、密码和密钥管理等。
C 信息安全相关的法律。
法律可以使⼈们了解在信息安全的管理和应⽤中什么是违法⾏为，⾃觉遵守法律⽽不进⾏违法活动。
信息隐藏
第一章1 什么是信息隐藏信息隐藏是把一个有意义的信息隐藏在另一个称为载体C（cover）的信息中得到隐藏载体（Stego Cover）S，多用的载体可以是文字，图像，声音及视频等。
2 信息隐藏与密码技术的区别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文进行传递；而信息隐藏则主要研究如何将某一机密信息隐藏于另一公开的信息中，然后透过公开信息的传输来传递机密信息。
3 信息隐藏技术的分类①按载体类型分：包括基于文本，图像，声音和视频的信息隐藏技术②按密钥分：若嵌入和提取采用相同密钥，则称为对称隐藏算法，否则称为公钥隐藏算法③按嵌入域分：主要可分空域（或时域）方法和变换域方法④按提取要求分：若在提取隐藏信息是不需要利用原始载体C，则称为盲隐藏：否则称为非盲隐藏，目前主要采用的是盲隐藏技术。
⑤按保护对象分：主要可分为隐写术和水印技术4 隐写术与数字水印技术的区别①隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送消息，因此它的主要要求是不被检测到和大容量等。
②数字水印是指嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像，文字，符号，数字等一切可以作为标记和标志的信息，其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹和完整性保护等，因此它的要求是鲁棒性和不可感知性等。
5 信息隐藏技术的特点①透明性invisibility 也叫隐蔽性②鲁棒性robustness 是指不因图像文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力③不可检测性undetectability 指隐藏载体和原始载体具有一致的特性④安全性security 指隐藏算法有较强的抗攻击能力⑤自恢复性：由于经过一系列操作或变换后，可能会使原图产生较大的破坏，如果只从留下的片段数据仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程不需要宿主信号，则可称为所谓的自恢复性⑥对称性：通常信息的隐藏和提取过程具有对称性⑦可纠错性：为了保证隐藏信息的完整性，使其在经过各种操作和变换后仍能很好地恢复，通常采用纠错编码方法6 图 1.3 信息隐藏和提取系统的模型解释隐藏过程：首先对消息M可以做预处理，这样形成消息M’，为加强整个系统的安全性，在预处理过程中也可以使用密钥来控制，然后用一个隐藏嵌入算法和密钥K1把与处理后的消息M’隐藏到载体C中，从而得到隐藏载体S提取过程：使用提取算法和密钥K2从隐蔽载体S中提取消息M’，然后使用相应的解密或扩频解调等解预处理方法由M’恢复出真正的消息M7 信息隐藏算法的空域算法和频域算法空域算法：是将信息嵌入到随机选择的图像点中最不重要的像素位（LSB）上，可保证嵌的信息是不可见的。
信息安全概论期末复习题
信息安全概论期末复习第一章：概述1、信息技术简单来说就是3C，那么3C是computer/计算机、communication/通信、control/控制2、信息安全属性中信息安全三原则（或三要素）：完整性、机密性、可用性3、从整个网络信息处理角度来看，信息涉及哪几部分环节：信息处理的系统、通过网络线路（有线、无线）进行信息传输的路径第二章：信息保密技术1、密码学是研究编制密码和破译密码的。
2、早期密码学被称为古典密码/传统密码。
3、现代密码学里常用的有分组密码、公钥密码、流密码。
4、密码学是一门综合性的交叉学科。
（对）5、密码学的发展依次分为：古典、私钥、公钥三个阶段。
6、密码体制的基本要素有：密码算法、密钥两个。
7、密码算法分为两种：加密算法、解密算法。
8、如果X表示明文，K表示对称加密密钥，Y表示加密后的密文，那么加密公示可以写为：Y=Ek（X）。
如果密文为EK（X），那么得到的明文的解密公式为：X=Dk（Ek（X））。
说明：E代表加密，D代表解密。
9、密码学其他术语有：密码员、加密算法、解密算法、发送者、接收者、加解密密钥、截收者、密码分析、密码分析者、密码编码学、密码分析学、被动攻击、主动攻击。
10、分组密码的特点是：用固定长度的密钥对分组为等长长度的明文段进行加密。
11、现代密码学中，最早最著名的分组加密算法简称是：DESDES算法入口参数，除了密钥、明文之外，还有模式\mode参数，用于区分加密还是解密。
DES算法入口参数的初始密钥的位数是64位。
DES算法需要把明文分组，每个分组64位。
DES算法实际有效密钥位数为56位。
DES算法对每个明文分组的第一步处理要经过按换位表进行初始换位/初始换位的处理。
DES算法对明文分组进行处理的轮数是16轮。
DES算法每轮参与对明文分组进行处理的字密钥是48位。
12、根据密钥特点对密码体制进行分类为：对称/单钥/私钥、非对称/双钥/公钥两种密钥体制。
信息隐藏理论和技术
图像取证
图像起源取证
数字图像起源诸多：数码相机、扫描仪、图 像采集卡、计算机生成图像
需要拟定某图像是由什么相机、甚至哪部相 机拍摄旳
图像原始性取证：是否经过改动，哪些 地方改动
41
课程主要内容
信息隐藏
正、反
数字水印
正、反
新旳分支：图像取证
42
伪装：掩盖信息存在旳事实
将密码学与伪装式信息安全相结合，就 能够更加好地确保信息本身旳安全和信 息传递过程旳安全
6
本章提要
信息安全 伪装式信息安全 信息隐藏旳历史 信息隐藏旳现状及应用领域 信息隐藏旳研究分支
7
信息隐藏旳历史
古代旳隐写术
技术性旳隐写术 语言学中旳隐写术 用于版权保护旳隐写术
用于盗版跟踪旳数字指纹：同一种作品被不 同顾客买去，售出时不但嵌入了版权全部者 信息，而且还嵌入了购置者信息，假如市场 上发觉盗版，能够辨认盗版者
用于拷贝保护旳数字水印：水印与作品旳使 用工具相结合（如软硬件播放器等），使得 盗版旳作品无法使用
29
3、图像取证
在此指被动取证 数码相机旳迅速普及，图像处理和编辑
统计源：IEEE、IEE期刊、会议25论文
信息隐形旳主要分支
隐写术－伪装式保密通信 数字水印－数字产品版权保护 图像取证－判断数字图像内容旳真实性、
完整性和原始性
26
1、隐写术－伪装式保密通信
利用人类感知系统以及计算机处理系统 旳冗余
载体能够是任何一种多媒体数据，如音 频、视频、图像、甚至文本、数据等
16
古代旳隐写术——用于版权保 护
纸张中旳水印
高级酒店旳信签纸中旳水印 纸币中旳水印
17
本章提要
互联网安全和防护复习考试
网络安全防护的根本目的是防止计算机网络存储、管理、传输的信息被非法使用、破坏和篡改。
计算机网络安全的内容包括硬安全（物理安全）和软安全（逻辑安全）。
硬安全：系统设备及相关设施受到物理保护，免于破坏、丢失破坏、丢失等。
也称系统安全。
硬安全主要包括环境安全、设备安全和媒体安全。
软安全包括信息完整性、保密性、可用性、可控性和抗抵赖性，也称信息安全。
第二章：网络安全的需求有以下5个方面：保密性、完整性、可用性、可控性、抗抵赖性。
保密性：是指确保非授权用户不能获得网络信息资源的性能。
为此要求网络具有良好的密码体制、密钥管理、传输加密保护、存储加密保护、防电磁泄漏等功能。
完整性：是指确保网络信息不被非法修改、深处或添增，以保证信息正确、一致的性能。
为此要求网络的软件、存储介质，以及信息传递与交换过程中都具有相应的功能。
可用性：是指确保网络合法用户能够按所获授权访问网络资源，同时防止对网络非授权访问的性能。
为此要求网络具有身份识别、访问控制，以及对访问活动过程进行审计的功能。
可控性：是指确保合法机构按所获授权能够对网络及其中的信息流动与行为进行控制的性能。
为此要求网络具有相应的多方面的功能。
抗抵赖性又称不可否认性，是指确保接收到的信息不是假冒的，而发信方无法否认索发信息的性能。
为此要求网络具有数字取证、证据保全等功能。
我国的“计算机信息系统安全等级保护划分准则”具体每级要求如下：第1级，用户自主保护级。
第2级，系统审计保护级第3级，安全标记保护级第4级，结构化保护级第5级，访问验证保护级第三章：远程攻击的一般步骤：1准备攻击（1）确定攻击目的（2）收集信息2实施攻击（1）获得权限（2）扩大权限3善后工作（1）修改日志（2）留下后门远程攻击的主要手段：缓冲区溢出、口令破解、网络侦听、拒绝服务攻击、欺骗攻击等。
密码体制的分类：单钥密码体制和双钥密码体制。
数据加密标准：1、DES的工作原理：DES是一种对二进制数据（0,1）进行加密的算法，数据分组长度为64位，密文分组长度也为64位，没有数据扩张。
信息隐藏技术 考试要点整理
信息隐藏技术术语□信息隐藏是利用人类感觉器官对数字信号的感觉冗余，将一个信息（秘密信息）隐藏在另一个公开信息（载体）中，信息因此而受到保护.□秘密信息: 版权信息、秘密数据、序列号□载体信息: 图像、视频、音频、文本□信息隐藏方法的最大特点是：除了被通知的有关方面以外的任何人都不知道秘密信息存在这个事实。
信息隐藏与传统密码技术关系 ( 隐藏 vs 加密 )□传统加密技术的局限性□明确提示攻击者哪些是重要信息，容易引起攻击者的好奇和注意，并有被破解的可能性，而且一旦加密文件经过破解后其内容就完全透明了□攻击者可以在破译失败的情况下将信息破坏□加密后的文件因其不可理解性也妨碍了信息的传播□随着电脑硬件的迅速发展，破解技术日益成熟□信息隐藏与密码技术的关系密码技术仅仅隐藏了信息的内容，而信息隐藏不但隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在信息隐藏技术分类【填空】信息隐藏:数字水印（脆弱水印、稳健水印（可见水印、不可见水印）、潜信道、叠像术、信息伪装（语义伪装、技术伪装）信息隐藏技术的应用□在Web网上对授予著作权的资料进行自动监控□数据保密（防止非法用户的截取与使用）□数据完整性的验证（确认数据在网络传输中是否被篡改过）□边缘信息的嵌入 (扩充数据 - 包括对主信号的描述或参考信息、控制信息以及其它媒体信号等。
)□电子证件/票据防伪二章、信息隐藏技术概论信息隐藏的概念□信息隐藏是把一个有意义的信息（秘密信息）隐藏在载体信息中得到隐蔽载体。
非法者不知道这个普通信息中是否隐藏了其它的信息，而且即使知道也难以提取或去除隐藏的信息。
□载体可以是文字、图象、声音及视频等。
为增加攻击难度，可先对消息M加密得到密文消息M’，再把M’隐藏到载体C中。
□信息隐藏技术主要由两部分组成: (1)信息嵌入算法(嵌入器) ，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。
基于DCT的文本信息隐藏设计
基于DCT的文本信息隐藏设计信息技术的飞速发展推动着人类社会步入信息化时代，人们认识世界、了解事物、交换信息的方式也越来越多，从最初的文字，声音等表达方式到通过光、声、电等信号方式更加准确、便捷的传输信息，这些都为信息的传播和利用提供了极大的便利，但是这也使得人们面临着信息安全问题的巨大挑战。
如何保证信息安全的传输，成为了人们面临的一个重要问题。
传统的方法是对消息进行加密，但是随着计算机技术的发展，人们对加密算法进行破译已经不再是不可能的事情，因此，寻找解决信息安全传输问题的方案已经是信息时代人们面临的重要问题之一。
信息隐藏技术提供了解决这一问题的方案。
本文简要的介绍了信息隐藏技术的概念、特点、方法、意义以及发展历史等。
并且运用Matlab进行编程，做了一个基于离散余弦变换（DCT）的文本信息隐藏设计，它主要包括了文本信息的隐藏和提取。
在嵌入秘密信息的过程中将DCT系数分块，结合图像的特性进行分类然后得到秘密信息嵌入的位置。
最后通过这个设计讨论了信息隐藏技术中的系数和性能。
目录摘要 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
Abstract ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论 (1)1.1 信息隐藏技术的研究背景 (1)1.2 信息隐藏的发展历程 (2)1.3 信息隐藏技术国内外研究现状 (3)1.4本文组织结构 (3)第二章信息隐藏技术 (5)2.1信息隐藏的基本概念及基本原理 (5)2.2信息隐藏的分类 (5)2.3信息隐藏的特点 (6)2.4信息隐藏的应用 (7)2.4.1 信息隐藏的应用领域 (7)2.4.2信息隐藏的应用要求 (8)2.5 本章小结 (8)第三章离散余弦变换 (9)3.1离散余弦变换原理 (9)3.2 DCT与信息隐藏技术 (10)3.2.1信息的嵌入过程 (11)3.2.2 信息的提取过程 (11)3.3 本章小结 (12)第四章基于DCT的文本信息隐藏设计 (13)4.1 Matlab软件简介 (13)4.2 具体实现方法 (13)4.3 信息的嵌入和提取算法 (14)4.3.1 信息的嵌入 (14)4.3.2 信息的提取 (16)4.4 实验结果 (17)4.5 本章小结 (18)第五章参数分析 (19)5.1 设计中的数据说明 (19)5.2 alpha与隐藏不可见性的关系 (21)5.3 安全性分析 (23)5.4 alpha与隐藏鲁棒性的关系 (24)5.5 本章小结 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
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38
攻击性仿真实验
图6.20图像变暗后图
图6.21从图6.20中提取的水印, cor=0.99416，
39
攻击性仿真实验
图4.22添加乘积性噪音
图4.23从图4.22中提取出来的水印(cor=0.99609)
40
攻击性仿真实验
图4.24剪切后的图像
图4.25从图4.24中提取出来的水印（cor=0.76459）
30
数字水印算法
1.空域算法 2.变换域算法 3.压缩域算法 4.NEC算法 5.生理模型算法
31
数字水印攻击分析
与密码学类似，数字水印也是一个对抗性
的研究领域。正是因为有水印攻击的存在， 才有水印研究的不断深入。 水印攻击与密码攻击一样，包括主动攻击 和被动攻击。主动攻击的目的并不是破解 数字水印，而是篡改或破坏水印。而被动 攻击则试图破解数字水印算法。值得一提 的是，主动攻击并不等于肆意破坏。 真正的主动水印攻击应该是在不过多影响 数据质量的前提下，除去数字水印。
6
信息加密和隐藏
7
(b)隐藏
(c)隐密
信息隐藏技术原理
藏头诗
华夏之光，西部翘楚，都会雄风，市镇豪
情，报业先锋。
谢客醉斟共杯潺，霆空无雨云自散。
锋寒久别饮沙场，吟尽离骚盟风凉。 《谢霆锋》 张弓不为步后羿，艺高何处不可取。 谋筹生擒奥斯卡，力斩嘎纳金棕榈。 《张艺谋》
10
信息隐藏技术原理
15
信息隐藏系统的特征
4.安全性 隐藏的信息内容应是安全的，最好经过某种加密 后再隐藏，同时隐藏的具体位置也应是安全的， 至少不会因格式变换而遭到破坏。 5.自恢复性 由于经过一些操作或变换后，可能会使原图产生 较大的破坏。如果只从留下的片段数据，就能恢 复隐藏信息，而且恢复过程中不需要宿主信息， 这就是所谓的自恢复性。 7.可纠错性 为了保证隐藏信息的完整性，使其在经过各种操 作和变换后仍能很好地恢复，通常采取纠错编码 方法。
33
具体的攻击类型
1.IBM攻击 2.Stir Mark攻击 3.马赛克攻击 4.共谋攻击 5.跳跃攻击
34
基于双混沌的DCT变换域数字水印
图6.6 原水印
图6.7 对原水印加密后的结果
图6.8原图像
图6.9 嵌入加密水印后的结果
35
基于双混沌的DCT变换域数字水印
图610 知道正确的初始值提取出来的水印
41
数字水印研究状况与展望
由于数字水印技术是近几年来国际学术界才兴起的 一个前沿研究领域，处于迅速发展过程中，今后的 数字水印技术的研究将侧重于完善数字水印理论， 提高数字水印算法的鲁棒性、安全性，研究其在实 际网络中的应用和建立相关标准。 数字水印在理论方面的工作包括建立更好的模型、 分析各种媒体中隐藏数字水印信息的容量(带宽)、分 析算法抗攻击和鲁棒性等性能。同时，我们也应重 视对数字水印攻击方法的研究，这有利于促进研制 更好的数字水印算法。 对于实际网络环境下的数字水印应用，应重点研究 数字水印的网络快速自动验证技术，这需要结合计 算机网络技术和认证技术。
4
信息隐藏技术概述
1992年，提出了一种新的关于信息安全的
概念——信息隐藏，即将关键信息秘密地 隐藏于一般的载体中（图像、声音、视频 或一般的文档），或发行或通过网络传递。 由于非法拦截者从网络上拦截的伪装后的 关键信息，并不像传统加密过的文件一样， 看起来是一堆会激发非法拦截者破解关键 信息动机的乱码，而是看起来和其它非关 键性的信息无异的明文信息，因而十分容 易逃过非法拦截者的破解。
1.版权保护 2.加指纹 3.标题与注释 4.篡改提示 5.使用控制
28
数字水印的一类典型应用
电视台标志
29
数字水印的一些分类
我们可以按照不同的标准对数字水印进行分类：
从水印的载体上可以分为静止图像水印、视 频水印、声音水印、文档水印和黑白二值图 像水印 从外观上可分为可见水印和不可见水印 (更准确地说应是可察觉水印和不可察觉水印) 从水印加载方法是否可逆上可分为可逆、非 可逆、半可逆、非半可逆水印 根据采用的用户密钥的不同可分为私钥 (Secret-key)水印和公钥(Public-key)水印
23
对隐写术的一些攻击
对隐写术的攻击和分析有多种形式，即检测、 提取、混淆破坏(攻击者在隐藏信息上进行伪 造与覆盖)，使隐藏信息无效。 1.检测隐藏信息 • 寻找明显的、重复的模式 • 将原始载体与伪装图象进行比较 2.提取隐藏信息 取决于检测技术 3.破坏隐藏信息 有损压缩，扭曲，旋转，模糊化，加入噪音
16
信息隐藏技术的主要分支与应用
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信息隐藏技术的主要分支与应用
隐蔽信道由Lampson定义为：在多级安全水平 的系统环境中(比如军事计算机系统)，那些既不 是专门设计的也不打算用来传输信息的通信路径 称为隐蔽信道。 匿名通信就是寻找各种途径来隐藏通信消息的主 体，即消息的发送者和接收者。Web应用强调接 收者的匿名性，而电子邮件用户们更关心发送者 的匿名性。 隐写术 版权标志包括易碎水印和数字指纹、数字水印两 种鲁棒的版权标志。
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水印攻击的几种情形
参照密码学的概念，可以定义水印攻击的几种 情形：
(1)唯密写攻击(stego only attack） (2) 已知掩蔽信息攻击(know cover attack） (3) 已知水印攻击(known message attack） (4) 选择密写攻击(chosen stego attack）
图6.11错误的初始值提取出来 的水印x0=0.6666666666666661
36
攻击性仿真实验
图6. 16添加高斯滤波
图6. 17 从６. 16中提 取出来的水印 （cor=0.99805）
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攻击性仿真实验
图6.18 图像增加对比度后
图6.19 从6.18中提取的水印, cor=0.93168
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信息隐藏系统的特征
1.鲁棒性(Robustness，健壮性或顽健性) 鲁棒性指不因宿主文件的某种改动而导致隐 藏信息丢失的能力。 2.不可检测性(Undetectability) 不可检测性指隐蔽宿主与原始宿主具有一致 的特性，如具有一致的统计噪声分布，以便使 非法拦截者无法判断是否藏有隐蔽信息。 3.透明性(Invisibility) 利用人类视觉系统或人类听觉系统的特性， 经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的 降质现象，而隐藏的数据却无法人为地看见或 听见。
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信息隐藏技术原理
我们把待隐藏的信息称为秘密信息(Secret
Message)，它可以是版权信息或秘密数 据，也可以是一个序列号； 而公开信息则称为宿主信息(Cover Message，也称载体信息)，如视频、音 频片段等。
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信息隐藏技术原理
这种信息隐藏过程一般由密钥(Key)来控制，通 过嵌入算法(Embedding Algorithm)将秘密信 息隐藏于公开信息中，而隐蔽宿主(隐藏有秘密 信息的公开信息)则通过通信信道 (Communication Channel)传递，然后对方的 检测器(Detector)利用密钥从隐蔽宿主中恢复/ 检测出秘密信息。
信息隐藏是集多门学科理论技术于一身的
新兴技术领域，它利用人类感觉器官对数 字信号的感觉冗余，将一个消息隐藏在另 一个消息中。由于隐藏后外部表现的只是 遮掩消息的外部特征，故并不改变遮掩消 息的基本特征和使用价值． 数字信息隐藏技术已成为信息科学领域研 究的一个热点。被隐藏的秘密信息可以是 文字、密码、图像、图形或声音，而作为 宿主的公开信息可以是一般的文本文件、 数字图像、数字视频和数字音频等．
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内容
6.1 6.2 6.3
信息隐藏技术概述 数据隐写术 数字水印
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信息隐藏技术概述
什么是信息隐藏？ 采用传统密码学理论开发出来的加解密系统致命 的缺点：明确地提示攻击者哪些是重要信息 ． 随着硬件技术的迅速发展，以及基于网络实现的 具有并行计算能力的破解技术的日益成熟，传统 的加密算法的安全性受到了严重挑战． 数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体 的原版进行无限制的编辑、修改、拷贝和传播， 造成数字媒体的知识产权保护和信息安全的问题 日益突出．如何防止知识产品被非法复制及传播， 是目前急需解决的问题．
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信息隐藏不同于传统的加密
信息隐藏不同于传统的加密，其目的不在于 限制正常的资料存取，而在于保证隐藏数据 不被侵犯和重视。 隐藏的数据量与隐藏的免疫力始终是一对矛 盾，目前还不存在一种完全满足这两种要求 的隐藏方法。 信息隐藏技术和传统的密码技术的区别在于: 密码仅仅隐藏了信息的内容，而信息隐藏不 但隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在。 信息隐藏技术提供了一种有别于加密的安全 模式。
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内容
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信息隐藏技术概述 数据隐写术 数字水印
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一个例子
Ａ图是一棵树的照片，内含了隐蔽的图像。 如果把每个颜色分量和数字3进行逻辑与运算， 再把亮度增强85倍，得到图Ｂ。
Ａ
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Ｂ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 藏头诗
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离合诗
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数据隐写术
根据嵌入算法，我们可以大致把隐写术分成以下六类： 1.替换系统：用秘密信息替代隐蔽宿主的冗余部分。 2.变换域技术：在信号的变换域嵌入秘密信息(如在 频域)。 3.扩展频谱技术：采用扩频通信的思想。 4.统计方法：通过更改伪装载体的若干统计特性对信 息进行编码，并在提取过程中采用假设检验方法。 5.失真技术：通过信号失真来保存信息，在解码时测 量与原始载体的偏差 6.载体生成方法：对信息进行编码以生成用于秘密通 信的伪装载体。