信息隐藏复习重点

1、信息隐藏的原理、定义、具备的特性、应用？
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。

定义：信息隐藏是一门交叉学科，涉及数学、密码学、信息论、计算机视觉以及其他计算机应用技术。

掩盖秘密信息存在的事实。

特性：1不可感知性，有时称为隐蔽性2不可检测性3容量4鲁棒性5安全性6复杂性。

应用：秘密通信、版权保护、盗版追踪、信息标注、复制控制与访问控制、信息监控、票据防伪、军事和其他一些情报机构，需要秘密的通信手段、恐怖分子也在研究使用信息隐藏技术、电子商务。

2、数字水印的定义、特点、主要应用？
定义：就是不可察觉地将秘密嵌入载体信号来传送秘密数据。

特点：无失真复制、传播，易修改，易发表。

主要应用：版权保护、版权保护、拷贝保护
3、隐写分析定义、目标、隐写分析需要知道信息隐藏在哪些地方？
定义：隐写分析是发现和追踪和破坏隐蔽信息的艺术。

目标：就在于识别可疑的信息流，检测在这些信息流中是否含有隐藏的信息编码，如果有就提取这些隐藏的秘密信息。

地方：Internet的Web上：文本、非文本元素、链接、注释、结构、框架；图片或音频中。

4、隐写术的基本原理、分支、分类？
基本原理：1首先，对欲嵌入的秘密信息进行预处理，预处理包括加密、编码然后生成伪随机数，2然后将预处理后的秘密信息根据相应的嵌入算法嵌入到载体中，载体可以包括文本、图像、语音和视频等多种格式的多媒体，3然后在通信中可以使用隐蔽信道进行通信，4最后在提取中根据相应的提取算法和密钥提取秘密消息，这样，就可以达到三层安全。

对相应的嵌入算法和提取算法都要分析不可感知性、容量和鲁棒性三者之间的关系，理论上使三者之间平衡并性能达到最佳。

分类：可以按隐写系统结构分类：分为纯隐写术、密钥隐写术和公钥隐写术；按隐写空间分类：可以分为空域隐写、变换域隐写；按隐写载体分类：可以分为文本隐写、图像隐写、语音隐写、视频隐写和二进制隐写。

5、信息隐藏的预处理必要性
信息隐藏的主要目标就是将隐藏在伪装载体中的秘密信息进行传输，并且不知情的第三方不能觉察隐藏信息的存在。

我们所使用的载体都是以图像为载体。

在信息隐藏技术的应用过程中，如果只是利用各种信息隐藏算法对秘密信息进行隐藏保密，那么攻击者只要直接利用现有的各种信息提取算法对被截获信息进行穷举运算，就很有可能提取出秘密信息。

但如果我们在信息隐藏之前，先对秘密信息按照一定的运算规则进行处理，使其失去本身原有的面目，然后再将其隐藏到载体信息里面，这样所要传输的秘密信息就更安全了。

即使攻击者将秘密信息从载体中提取了出来，也无法分辨出经过预处理后的秘密信息到底隐藏着什么内容，于是就认为提取/检测算法错误或该载体中不含有任何其他信息。

所以，我们对秘密信息进行预处理是很有必要的。

6、可逆数字水印的定义、应用、基本思路？
定义：能将载体数据恢复到原始状态或非常接近原始状态的水印技术，称之为可逆数字水印技术。

可逆数字水印技术也可称之为可恢复、无损、无失真或者可逆数字水印/信息隐藏技术等等。

可逆数字水印在提取出隐体数据后，利用隐体数据来无损恢复载体数据，在隐体数据和载体数据之间建立了巧妙的关系。

应用：
付费视频，付费之后便可观看清晰的视频。

基本思路：通常当嵌入空间确定后，将该空间内的原始数据状态进行无损压缩，从而空出部分空间能够进行水印数据嵌入。

这就要求选定的空间其状态数据冗余度较高，能够进行有效压缩，从而空出更多的空间用于隐藏数据嵌入。

通常的高容可逆水印方法是选定隐藏嵌入区域，然后将被覆盖数据和纯载荷数据一同嵌入该区域。

如果要嵌入的信息量高于嵌入区域容量，算法就依赖于嵌入区域原始数据的无损压缩，留出的空间用于嵌入载荷数据。

7、免疫数字水印算法定义？
免疫数字水印算法，是一种新型的弱可逆数字水印。

根据水印保护作品的特点，有些情况下并不苛求可逆数字水印将含印作品完全无差别的恢复到原始状态，而是允许一定的微小差异存在。

它要求水印嵌入后作品质量下降到失去使用价值：这样公开的嵌入水印的作品对攻击者没有利用价值；如果用户得到授权，就可以从公开作品中自恢复得到高清晰度作品。

该水印技术因为公开作品的不可利用性，使各种攻击（如移除攻击、覆盖攻击、变换攻击等等）失去了攻击价值；即使遭到攻击，因为攻击破坏了作品的恢复码，将不可能得到高保真作品。

因此该数字水印有天生的免疫性，能有效遏制非法复制和篡改，能够直接有效地保护数字产品。

8、可见与不可见数字水印的优缺点、分别更适合哪些应用？
将水印图融合到作品中，可以掩盖部分图像数据，可以减少非法窃取者窃取含有可见水印产品的意图，也可以起标注或宣传作用，能够防止非法用户获取部分重要信息。

但在一定程度上破坏了原图像，降低了嵌入数字水印后产品的商业价值，且不适用于音频等非视觉媒体。

可见数字水印主要用于图像和视频的版权保护，在网上数字图书馆、网络电视越来越多的今天，实用的可见水印的方法尤有意义。

应用：1图像和视频的版权保护、2可感知水印一般为较淡的或半透明的不碍观瞻的图案；比如电视台节目播放的同时，在某个角落插上电视台的半透明标志、3在线分发作品、4为了节约带宽、存储空间等原因，在VCD、DVD等电影拷贝中用嵌入不可见水印的方式配上多种语言的副标题和字幕，待播放时由硬件根据需要实时地解出每一帧中的水印文字，将其显示在屏幕上。

名词解释：
隐写术：1首先，对欲嵌入的秘密信息进行预处理，预处理包括加密、编码然后生成伪随机数，2然后将预处理后的秘密信息根据相应的嵌入算法嵌入到载体中，载体可以包括文本、图像、语音和视频等多种格式的多媒体，3然后在通信中可以使用隐蔽信道进行通信，4最后在提取中根据相应的提取算法和密钥提取秘密消息，这样，就可以达到三层安全。

对相应的嵌入算法和提取算法都要分析不可感知性、容量和鲁棒性三者之间的关系，理论上使三者之间平衡并性能达到最佳。

半盲签名：指在从测试宿主信号中提取水印时，需要提取密钥但不需要原不含水印宿主信号的方案。

鲁棒性：是指嵌入水印后的数据经过各种处理操作和攻击操作以后，不导致其中的水印信息丢失或别破坏的能力。

唯密写攻击：只有伪装对象可用于分析。

例如，只有伪装载体和隐藏的信息可用。

算法设计与计算题：
一、置乱：幻方置乱
二、调色板算法
调色板工作原理:
调色板信息隐藏原理:信息隐藏方法(两种方式）：
修改调色板颜色向量的LSB
对彩色图像如果三种颜色同时修改，有可能引起颜色偏差
修改图像数据（索引）的LSB
索引值不代表颜色，相邻的索引值其代表的颜色可能相差很远
（1）可以先将颜色按某种规则排序，如亮度
使得相邻颜色比较接近，这时索引值所代表的颜色是相近的三、基于纠错编码的差值扩展可逆数字水印
四、隐写术定义、框架
纯隐写的数学定义为(纯隐写系统) ：对一个四元组∑=<C,M,D,E>，C是所有随机选择的载体的集合，M是所有可能嵌入的秘密信息的集合，且满足C>M，f是嵌入函数，f-1是提取函数；对m∈M和c∈C ，恒有D(E(c m))=m则称该四元组为纯隐写系统。

纯隐写系统的原理图
密钥隐写系统的数学定义是一个五元组定义(密钥隐写系统)：对一个五元组∑=<C,M,K,D,E> ，C是所有随机选择的载体的集合，M是所有可能嵌入的秘密信息的集合，K是所有可选择的密钥的集合，且满足|C|>=|M|，f是嵌入函数， f-1是提取函数；对m∈M和c∈C, k∈K ，恒有D(E(c m))=m则称该五元组为密钥隐写系统。