信息隐藏与数字水印技术第一章概
信息隐藏与数字水印技术.pptx
• 传统的以密码学为核心技术的信息安全和伪装 式信息安全技术不是互相矛盾、互相竞争的技 术，而是互补的；
内容
• 信息伪装技术研究的内容包括信息隐藏和信 息的版权认证，信息访问的合法身份认定等。 其研究涉及密码学，图象处理，模式识别， 数学和计算机科学等领域。
题于墙上，使卢俊义遭官府 迫害逼上梁山
信息隐藏的原理框图
载体信 息源
A 秘密消息m
载体对象c
伪装对象
信息嵌入c’ 算法
不安全信 道
信息提取 算法
Ｂ 秘密消息m
密钥k
信息隐藏的原理框图
实现信息隐藏的基本要求
• 载体对象是正常的，不会引起怀疑 • 伪装对象与载体对象无法区分，无论从
感观上，还是从计算机的分析上 • 信息隐藏的安全性取决于第三方有没有
尽可能多地将信息隐藏在公开消息之中
尽可能不让对手发现任何破绽
• 攻击者
✓ 尽可能地发现和破坏对手利用信息隐藏技术隐藏在公开消息 中的机密信息
信息隐藏与信息安全
• 信息隐藏（伪装）就是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，如图象、声音、视频或一般 的文档等等；
我画蓝江水悠悠，爱晚厅上枫叶愁。 秋月溶溶照佛寺，香烟袅袅绕经楼。
离合诗（Acrostic）
七律•问缘 我常夜半询姻命， 与月为邻爱晚星。 秋槿含情风后落， 香獐有意谷间鸣。 天街雨过涤新树， 长路云收现旧亭。 地老皆缘蕃草木， 久愁比翼痛风铃。
施耐庵《水浒传》第61回 吴用诱使卢俊义将离合诗
卢花潭上有扁舟， 俊杰黄昏独自游。 义到尽头原有命， 反弓逃难必无忧。
信息隐藏与数字水印matlab实现(DOC)
网络与信息安全专题研究题目信息隐藏与数字水印原理与matlab实现姓名 XXX院系信息与技术学院年级专业 XX级计本班指导教师 XXX2015年6月15日目录第一章摘要 (2)第二章信息隐藏原理 (3)2.1信息隐藏技术的特点 (3)2.1.1不可感知性 (3)2.1.2鲁棒性 (3)2.1.3隐藏容量 (4)2.2数字水印的特点 (5)2.2.1安全性： (5)2.2.2隐蔽性： (5)2.2.3鲁棒性： (5)2.2.4水印容量： (5)2.3数字水印的基本原理 (6)第三章数字水印实现 (7)3.1matlab实现程序 (7)3.2水印前图片 (8)3.3嵌入文件后的图片 (9)3.4 RSA的MATLAB实现第四章结语 (11)【参考文献】 (12)【特别致谢】 (13)信息隐藏与数字水印原理与matlab实现【关键词】水印技术隐藏嵌入【内容摘要】随着计算机应用逐渐广泛、网络技术的迅速发展，使图文、音频、视频等多媒体信息都能以数字形式传输、阅读和播放，从而使大规模非授权拷贝成为了可能，而这样会损害音乐、电影、书籍和软件等出版业的健康发展。
为了保护知识产权，引发了一个很有意义的研究方向：信息隐藏。
第一章摘要本文首先介绍了数字水印技术的原理和分类所谓的信息隐藏是利用媒体信息普遍存在的冗余特性，将秘密信息隐藏在其他媒体信息中。
其首要目标就是使加入隐藏信息后的媒体目标的质量下降，尽可能地小，使人无法觉察到隐藏的数据，或者知道它的存在，但未经授权者无法知道它的位置，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机密资料动机的乱码，而是看起来和其它非机密性的一般资料无异，因而十分容易逃过非法拦截者的破解。
其道理如同生物学上的保护色，巧妙地将自己伪装隐藏于环境中，免于被天敌发现而遭受攻击。
被人们誉为历史学之父的古希腊历史学家希罗多德(Herodotus，486-425)，在其著作中讲述了这样一则故事：一个名叫Histaieus的人筹划着与他的朋友合伙发起叛乱，里应外合，以便推翻波斯人的统治。
信息隐藏与数字水印绪论讲课文档
第13页，共35页。
古代隐写术——用于版权保护
• 核对校验图 （作品的摘要）
– Lorrain(1600-1682)是17世纪一个很有名的风景画家， 当时出现了很多对他的画的模仿和冒充，由于当时还 没有相关的版权保护的法律，他就使用了一种方法来 保护他的画的版权
•
第35页，共35页。
藏和隐蔽信息传输过程
•
第3页，共35页。
明文 载体 明文
加密算法 加密
密文
嵌入算法 隐写
携密载体
加密与隐写比较
第4页，共35页。
载体
携密载体
嵌入算法
隐写
明文
密文
加密算法
加密
现代隐写原理
第5页，共35页。
概论--信息隐藏历史
• 技术性的隐写术
• 头发、书记板、字母高度、符号斑点、隐形墨水
• 语言学中的隐写术
第22页，共35页。
可能吗？
• 利用人类感知系统的冗余 • 利用计算机处理系统的冗余 • 利用各种潜信道
• 技术上是可行的
第23页，共35页。
需要吗？
• 信息隐藏
– 加密：对秘密信息本身进行保护，但信息的传递过程 是暴露的
– 隐藏：掩盖秘密信息存在的事实
• 将密码学与信息隐藏相结合，就可以同时保证信 息本身的安全和信息传递过程的安全
Detector
不可见水印
第19页，共35页。
信息隐藏的思想
利用以 • 数字信号处理理论（图像信号处理、音频信号处
理、视频信号处理等） • 人类感知理论（视觉理论、听觉理论） • 现代通信技术 • 密码技术 等为代表的伪装式信息隐藏方法来研究信息的保密
《数字水印与隐写术》课件
隐写术的分类
图片隐写术
隐藏信息嵌入图片文件中，如LSB隐写术、直方图隐写术。
文本隐写术
隐藏信息嵌入文本文件中，如空格隐写术、格式隐写术。
音频隐写术
隐藏信息嵌入音频文件中，如频谱隐写术、相位编码隐写术。
传统隐写术的实现原理
1
空域方法
修改像素值、颜色或位置，使变化不易察觉。
2
频域方法
嵌入信息到频域域系数中，如DCT系数、小波系数。
基于图像的转换域，如小波变换、离散余弦变换等，将水印嵌入到转换域系数中。
数字水印的嵌入和提取方法
1
嵌入
将水印信息嵌入到数字媒体中，保持媒
提取
2
体的质量并确保提取的准确性。
利用相关解码算法和密钥，从包含水印
的媒体中提取出水印信息。
3
鲁棒性
水印能够抵抗各种攻击和媒体处理操作， 如压缩、旋转和滤波。
数字水印的安全性
数字水印的安全性取决于嵌入和提取算法的保密性、鲁棒性和攻击者的能力。加密和身份验证技术可以提高水 印的安全性。
数字水印的应用案例介绍
身份认证
版权保护
防伪溯源
数字水印用于验证身份文件的真 实性和合法性，如护照和身份证。
数字水印应用于保护音乐、电影、 图书等数字媒体的版权。
数字水印用于产品防伪溯源，帮 助消费者识别真伪。
3
算法方法
利用算法和密钥将信息嵌入到载体中，如F5算法。
隐写术的嵌入和提取方法
1
嵌入
将隐藏信息嵌入到载体中，保持载体的
提取
2
质量和可观察特征。
利用算法和密钥提取隐藏在载体中的信
息，还原出原始消息。
3
鲁棒性
电子信息系统中的信息隐藏技术研究
电子信息系统中的信息隐藏技术研究第一章：引言在当今信息时代，随着电子信息系统的快速发展，人们对信息安全的需求越来越迫切。
信息隐藏技术作为信息安全领域的研究热点之一，得到了广泛的关注和应用。
本文将对电子信息系统中的信息隐藏技术进行深入研究和探讨。
第二章：信息隐藏技术概述2.1 信息隐藏技术定义和分类信息隐藏技术是通过对源数据进行某种变换或嵌入操作，实现将待隐藏的信息嵌入到载体数据中的技术。
根据隐藏信息的形式和嵌入位置的不同，可以将信息隐藏技术分为基于隐写术和基于数字水印两类。
2.2 隐写术隐写术（Steganography）是一种通过隐藏信息实现保密通信的技术。
它利用了数字媒体数据中的冗余，将待隐藏的信息嵌入到载体数据中，在视觉或听觉上对人类观察者几乎是不可察觉的。
隐写术常被用于保护机密信息的传输和存储，具有较高的安全性。
2.3 数字水印技术数字水印技术（Digital Watermarking）通过在数字媒体数据中嵌入特定的标记或水印，实现对该数据的鉴别、认证、版权保护等多种功能。
数字水印技术的特点是嵌入信息后对于载体数据的质量影响较小，鲁棒性较强。
第三章：信息隐藏技术的关键问题3.1 隐写分析与检测隐写分析与检测是信息隐藏技术研究中的关键问题之一。
由于隐写术的隐蔽性，对于隐藏信息的检测一直是一个挑战。
研究人员通过分析嵌入数据的统计特征和潜在的隐藏位置等方法，进行隐写术的检测和分析。
3.2 隐写术鲁棒性隐写术的鲁棒性指的是对数据处理操作的容忍程度，例如压缩、裁剪、滤波等。
隐写术往往需要在各种各样的处理操作下仍能保持较好的隐蔽性。
因此，提高隐写术的鲁棒性成为信息隐藏技术研究的重要方向。
3.3 数字水印抗攻击性数字水印技术在应对攻击时需要具备一定的抗攻击性。
常见的攻击手段包括加噪声、滤波、裁剪等，这些操作可能会破坏数字水印的可提取性。
因此，提高数字水印技术的抗攻击性也是信息隐藏技术研究的重点之一。
第四章：应用领域与挑战4.1 信息隐藏技术在网络安全中的应用信息隐藏技术在网络安全领域有着广泛的应用。
信息隐藏技术在数字水印中的应用探究
信息隐藏技术在数字水印中的应用探究随着数字化时代的到来，数字媒体成为人们日常生活不可或缺的一部分。
然而，数字内容的广泛传播也给版权保护、数据完整性等方面带来了挑战。
为了解决这些问题，人们开始研究和应用信息隐藏技术，其中数字水印技术成为一种重要的手段。
本文将探究信息隐藏技术在数字水印中的应用，分析其原理和发展趋势。
一、信息隐藏技术的基本原理信息隐藏技术是通过在数字媒体中插入一种无感知的信息，使其不影响原始媒体内容的可视和可听性，同时实现对信息的确认和提取。
数字水印技术作为信息隐藏技术的一种形式，主要通过修改或嵌入数字媒体中的像素值、频谱或数据等，使得水印可以被嵌入和提取。
在数字水印中，嵌入的信息被称为水印信息，而被嵌入信息的数字媒体被称为载体。
嵌入水印的过程主要包含以下步骤：1. 选择合适的水印嵌入域：可以选择像素域、频域或压缩域等进行嵌入。
不同的域选择将影响水印的可靠性和对原始媒体的干扰程度。
2. 将水印信息与载体进行融合：通过修改载体中的像素或数据，将水印信息嵌入到载体中。
这一步骤可以使用不同的算法和技术来实现，如Least Significant Bit (LSB) 替换法、离散余弦变换 (DCT) 等。
3. 水印数据的可靠性检测：在嵌入水印后，需要对水印数据的可靠性进行验证，以确保水印可以被正确提取出来。
二、数字水印的应用领域数字水印技术在多个领域都有着广泛的应用，其中包括版权保护、信息认证、数据完整性等。
1. 版权保护：数字水印技术可以嵌入到音频、视频等数字媒体中，以证明其所有权和保护作品的版权。
一旦其中的水印信息被篡改或删除，就可以通过检测和提取水印来追溯到侵权来源，维护数字内容的版权权益。
2. 信息认证：数字水印技术可以用于验证数字媒体的真实性和完整性。
例如，在数字图像中嵌入水印信息可以用于确定图像是否被篡改过；在音频文件中嵌入水印信息则可以用于确认音频的来源和完整性。
3. 数据完整性：数字水印技术可以用于保护数据的完整性，防止数据在传输或存储过程中被篡改。
《信息隐藏技术》复习资料
《信息隐藏技术》课程期末复习资料《信息隐藏技术》课程讲稿章节目录：第1章概论1.1 什么是信息隐藏1.2 信息隐藏的历史回顾1.2.1 技术性的隐写术1.2.2 语言学中的隐写术1.3 分类和发展现状1.3.1 伪装式保密通信1.3.2 数字水印1.4 信息隐藏算法性能指标第2章基础知识2.1 人类听觉特点2.1.1 语音产生的过程及其声学特性2.1.2 语音信号产生的数字模型2.1.3 听觉系统和语音感知2.1.4 语音信号的统计特性2.1.5 语音的质量评价2.2 人类视觉特点与图像质量评价2.2.1 人类视觉特点2.2.2 图像的质量评价2.3 图像信号处理基础2.3.1 图像的基本表示2.3.2 常用图像处理方法2.3.3 图像类型的相互转换第3章信息隐藏基本原理3.1 信息隐藏的概念3.2 信息隐藏的分类3.2.1 无密钥信息隐藏3.2.2 私钥信息隐藏3.2.3 公钥信息隐藏3.3 信息隐藏的安全性3.3.1 绝对安全性3.3.2 秘密消息的检测3.4 信息隐藏的鲁棒性3.5 信息隐藏的通信模型3.5.1 隐藏系统与通信系统的比较3.5.2 信息隐藏通信模型分类3.6 信息隐藏的应用第4章音频信息隐藏4.1 基本原理4.2 音频信息隐藏4.2.1 LSB音频隐藏算法4.2.2 回声隐藏算法4.3 简单扩频音频隐藏算法4.3.1 扩展频谱技术4.3.2 扩频信息隐藏模型4.3.3 扩频信息隐藏应用4.4 基于MP3的音频信息隐藏算法4.4.1 MP3编码算法4.4.2 MP3解码算法4.5 基于MIDI信息隐藏4.5.1 MIDI文件简介4.5.2 MIDI数字水印算法原理第5章图像信息隐藏5.1 时域替换技术5.1.1 流载体的LSB方法5.1.2 伪随机置换5.1.3 利用奇偶校验位5.1.4 基于调色板的图像5.1.5 基于量化编码的隐藏信息5.1.6 在二值图像中隐藏信息5.2 变换域技术5.2.1 DCT域的信息隐藏5.2.2 小波变换域的信息隐藏第6章数字水印与版权保护6.1 数字水印提出的背景6.2 数字水印的定义6.3 数字水印的分类6.3.1 从水印的载体上分类6.3.2 从外观上分类6.3.3 从水印的加载方法上分类6.3.4 从水印的检测方法上分类6.4 数字水印的性能评价6.5 数字水印的应用现状和研究方向6.5.1 数字水印的应用6.5.2 数字水印的研究方向第7章数字水印技术7.1 数字水印的形式和产生7.2 数字水印框架7.3 图像数字水印技术7.3.1 水印嵌入位置的选择7.3.2 工作域的选择7.3.3 脆弱性数字水印技术7.4 软件数字水印技术7.4.1 软件水印的特征和分类7.4.2 软件水印简介7.4.3 软件水印发展方向7.5 音频数字水印技术7.5.1 时间域音频数字水印7.5.2 变换域音频数字水印7.5.3 压缩域数字水印7.5.4 音频数字水印的评价指标7.5.5 音频水印发展方向7.6 视频数字水印技术7.6.1 视频水印的特点7.6.2 视频水印的分类第8章信息隐藏分析8.1 隐写分析分类8.1.1 根据适用性8.1.2 根据已知消息8.1.3 根据采用的分析方法8.1.4 根据最终的效果8.2 信息隐藏分析的层次8.2.1 发现隐藏信息8.2.2 提取隐藏信息8.2.3 破坏隐藏信息8.3 隐写分析评价指标8.4 信息隐藏分析示例8.4.1 LSB信息隐藏的卡方分析8.4.2 基于SPA的音频隐写分析第9章数字水印的攻击9.1 数字水印攻击的分类9.1.1 去除攻击9.1.2 表达攻击9.1.3 解释攻击9.1.4 法律攻击9.2 水印攻击软件一、客观部分：（一）单项选择题：1.下列关于回声隐藏算法描述不正确的是( )。
信息隐藏与数字水印第1章PPT课件
❖ 网络游戏、数字动漫、数字电视、数字电影等
数字版权管理体系 数字水印标准
湖南科技大学计算机学院
信息隐藏与数字水印电子教案
向德0生0:制00作
1.0 引言
1.0.2 数字水印与信息隐藏的研究状况
第一章 概论
关键突破点：
③ 政策法规不能落后
各国政府对密码算法都有比较严格的管理 规定
但信息隐藏算法与数字水印算法的使用目 前还没有统一的规范
向德0生0:制00作
1.0 引言
1.0.2 数字水印与信息隐藏的研究状况
回顾：广义信息隐藏的研究：
第一章 概论
广义信息隐藏：信息隐藏与数字水印 由浅入深、由应用推动理论 算法研究
LSB算法，各种变换域算法
载体
图像、音频、视频、文本、各种数据载体等
特性
鲁棒性、脆弱性、半脆弱性
湖南科技大学计算机学院
向德0生0:制00作
1.2 信息隐藏的分类
1.2.1 信息隐藏的历史回顾
古代的隐藏术：
1、技术性的隐藏术 2、语言学中的隐藏术 3、用于版权保护的隐藏术
第一章 概论
湖南科技大学计算机学院
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信息隐藏与数字水印电子教案
向德0生0:制00作
1.2 信息隐藏的分类
1.2.1 信息隐藏的历史回顾
古代的隐藏术：
课程内容：
基础知识
向德0生0:制00作
引言
算法
第一章 概论
隐藏理论研究
攻击和分析
广义隐藏
信息隐藏原理
信息隐藏算法
图象 视频 … 音频 数据
信息隐藏攻击 （隐藏分析）
数字水印原理 数字水印算法 数字水印攻击
湖南科技大学计算机学院
信息隐藏与数字水印
-7-
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
-9-
数字水印的特点cont .
-26-
进阶阅读和习题
-27-
-11-
数字水印模型
-12-
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
-13-
空域算法
（1）Schyndel算法
（2）文本水印算法 （3）Patchwork算法
-14-
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。
-22-
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
-15-
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。
-16-
水印例子 1
-17-
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
《数字水印技术》课件
数字水印的分类
02 根据应用需求和嵌入方式，数字水印可分为可见水印
和不可见水印。
数字水印的功能
03
数字水印具有版权保护、内容认证、数据追踪等功能
。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
内容防伪
数字水印可以用于标识多媒体内容的真伪，防止伪造和假冒。
内容追溯
数字水印可以用于追踪多媒体内容的传播路径和源头，帮助发现 和处理安全威胁。
01
数字水印技术的挑 战与展望
数字水印技术的挑战
鲁棒性
透明性
数字水印需要能够抵抗各种常见的图像处 理操作，如压缩、滤波、噪声添加等。
数字水印不应明显改变原始数据的视觉效 果，以免影响其使用价值。
数字水印技术是一种将特定信息隐藏在数字媒体 （如图像、音频、视频等）中的技术，这些信息 可以用于标识版权、追踪数据来源或验证数字媒 体的完整性。
鲁棒性
数字水印应能在数字媒体的常规处理过程中保持 完整性和可检测性，如压缩、滤波、剪切等。
不可见性
数字水印通常不会影响数字媒体的正常使用，人 眼无法直接观察到水印的存在。
《数字水印技术》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 数字水印技术概述 • 数字水印的分类与原理 • 数字水印算法的实现 • 数字水印技术的应用案例 • 数字水印技术的挑战与展望 • 参考文献
01
数字水印技术概述
定义与特点
定义
03
易攻击: 水印算法可能被恶意攻击者破解。
04
计算成本高: 水印嵌入和提取过程计算复杂 度高。
信息隐藏与数字水印技术1
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。例如，在某一频道内收看电视，可以通过信息隐藏方法在 所播放的同一个电视节目中嵌入更多的镜头以及多种语言跟踪，使 用户能够按照个人的喜好和指定的语言方式播放。
电子证件/票据防伪
13
数字作品版权保护
14
数字作品版权保护 字
~ X
Chaotic map
extracted watermark 01011... 11110... ...
watermark 11010... 11010 11010... ...
% X w
the watermarked iamge + +
Σ
attack
tampered region +
Chaotic map
（1）具有很大的信息隐藏容量,隐藏容量信息可以达到1-3比特/像素。 （2）计算简单。 （3）掩密图像失真小。 （4）隐藏数据的稳健性差。
27
基于替换LSB的空域信息隐藏方法
举例: 待隐藏信息:1001 取灰度图像的4个像素值(0~255整数)的最低位进行隐藏
隐藏前8位灰度值
34 180 255 2
24
信息隐藏技术嵌入算法
空域信息隐藏方法
– 空域的方法是指在图像、视频、音频的空间域上进行信息隐 藏。通过直接改变宿主媒体的某些像素值（采样值）来嵌入 数据。 – 优点：无需对原始媒体进行变换，计算简单，效率较高 – 缺点：由于水印要均衡不可感知性和稳健性，因而可选择的 属性范围较小。此外，难以抵抗常见信号处理的攻击及噪声 干扰的影响，鲁棒性较差。
原始作品 隐藏版权标识后的作品 版权标识
信息隐藏与数字水印技术研究
1、空域隐藏技术：这种技术是在图像的像素值中直接嵌入信息。常见的有 空域嵌入算法、最低有效位(LSB)算法等。这种方法的优点是简单易行，但鲁棒 性较差，容易受到图像处理和压缩等操作的干扰。
2、频域隐藏技术：在频域隐藏技术中，信息被嵌入到图像的频率分量中。 这种技术可以抵抗一定的图像处理和压缩，但计算复杂度相对较高。
二、数字水印技术
数字水印是信息隐藏的一种特定形式，主要用于版权保护。数字水印通过将 标识信息（如版权所有者信息、授权信息等）嵌入到数字媒体（如图像、音频、 视频等）中，以实现版权保护和盗版追踪。
数字水印技术按照嵌入信息可分为可见水印和不可见水印。可见水印会改变 载体数据的外观，但通常容易被攻击者移除或篡改。不可见水印不会改变载体数 据的外观，因此对攻击者更具挑战性。
3、建立完善的数字水印评价体系：目前，数字水印的评价主要依赖于人工 评估和客观指标评估。如何建立完善的评价体系，使得数字水印的评估更为准确 和公正，是一个需要解决的问题。
参考内容
数字水印是近年来发展起来的一种信息隐藏技术，它通过将一些特定的信息 隐藏在数字媒体中，以达到保护版权、防止篡改、追踪侵权等目的。基于数字水 印的文本信息隐藏方法的研究也因此成为了信息安全领域中的一个重要方向。
信息隐藏技术的核心原理在于使用人的感觉系统对数据的依赖性。人类的感 觉系统，如视觉、听觉等，对于某些特定类型的数据变化并不敏感。例如，我们 可能无法察觉到一段音频或视频中的微小改变，这就为信息隐藏提供了可能。通 过将信息编码为这些人类感觉系统无法察觉的变化，可以确保信息在传输过程中 的安全性。
另一个重要的信息隐藏技术是数据压缩。在这个方法中，信息的发送者会将 信息编码成一种特殊的格式，使得只有使用正确的解码器才能读取和理解信息。 这种方法在保证信息完整性的也大大提高了信息的保密性。
信息隐藏与数字水印技术
空域算法。该类算法中典型的水印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:least significant bits)上 ，这可保证嵌入的水印是不可见的。但是由于使用了图像不重要的像素位 ，算法的鲁棒性差 ，水印信息很容易为滤波、图像量化、几何变形的操作破坏。另外一个常用方法是利用像素的统计特征将信息嵌入像素的亮度值中。Patchwork算法方法是随机选择Ｎ对像素点 (ai，bi) ，然后将每个ai点的亮度值加 1 ，每个bi点的亮度值减 1，这样整个图像的平均亮度保持不变。适当地调整参数，Patchwork方法对JPEG压缩、FIR滤波以及图像裁剪有一定的抵抗力，但该方法嵌入的信息量有限。为了嵌入更多的水印信息，可以将图像分块，然后对每一个图像块进行嵌入操作。
透明性 (invisibility) 利用人类视觉系统或人类听觉系统属性 ，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 。
安全性 (security) 指隐藏算法有较强的抗攻击能力 ，即它必须能够承受一定程度的人为攻击 ，而使隐藏信息不会被破坏 。
1 信息隐藏
1. 1 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。
信息隐藏与数字水印技术研究
信息隐藏与数字水印技术研究信息隐藏与数字水印技术研究1.引言随着信息技术的迅猛发展，信息的传输和存储变得越来越重要。
随之而来的是对信息安全和保密性的关注。
信息隐藏和数字水印等技术应运而生，它们可以在不影响原始数据的前提下，将信息嵌入到数据中，以实现信息的保护和认证。
本文将介绍信息隐藏与数字水印技术的相关概念、发展历程以及应用领域，探讨其研究的现状和未来发展趋势。
2.信息隐藏与数字水印的概念及发展历程信息隐藏是指将秘密信息嵌入到载体数据中而不引起明显可察觉的变化。
信息隐藏技术可以分为隐写术和数字水印两类。
隐写术是指将秘密信息直接嵌入到载体数据中，在不引起可察觉变化的前提下完成信息的传输。
数字水印技术是指在载体数据中嵌入特定的信息以实现其身份认证或版权保护等目的。
信息隐藏与数字水印技术的发展历程可以追溯到古代的隐写术。
例如，古希腊时期的斯巴达使用木板蜡字板进行秘密通信。
随着信息技术的进步，数字水印技术在上世纪80年代开始受到广泛关注。
随着数字化媒体的普及，数字水印技术逐渐成为保护知识产权和数据安全的有效手段。
3.信息隐藏与数字水印技术的应用领域信息隐藏与数字水印技术具有广泛的应用领域。
首先，数字水印技术可以被应用于版权保护。
例如，数字音乐和数字图像可以被嵌入特定的水印信息，以证明其版权归属。
其次，信息隐藏技术可以被用于密文通信。
通过将秘密信息嵌入到正常的通信数据中，可以实现隐蔽的通信。
此外，数字水印技术还可以应用于数据完整性验证和电子身份识别等领域。
4.信息隐藏与数字水印技术的研究现状目前，信息隐藏与数字水印技术的研究已经取得了一系列的成果。
在信息隐藏方面，研究人员提出了许多新的算法和方法，例如基于LSB（最低有效位）替换和基于DCT（离散余弦变换）的嵌入算法。
这些算法在保持数据质量和嵌入容量的前提下，提高了信息隐藏的效果。
在数字水印方面，研究人员关注于抗攻击性水印算法的设计和优化，以应对恶意攻击和篡改的威胁。
信息隐藏与数字水1
信息隐藏历史的回顾
▪ 3．用于版权保护的隐写术 ▪ Lorrain(1600～1682年)是17世纪一个很有名的风景画家，
当时出现了很多对他的画的模仿和冒充，由于当时还没有 相关的版权保护的法律，他就使用了一种方法来保护他的 画的版权。他自己创作了一本称为《Libet。Velritatis》的 书，这是一本写生形式的素描集，它的页面是交替出现的， 四页蓝色后紧接着四页白色，不断重复着，它大约包含 195幅素描。他创作这本书的目的是为了保护自己的画免 遭伪造。事实上，只要在素描和油画作品之问进行一些比 较就会发现，前者是专门设计用来作为后者的“核对校验 图”，并且任何一个细心的观察者根据这本书仔细对照后 就能判定一幅给定的油画是不是赝品。
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信息隐形的主要分支
▪ 4.信息分存 ▪ 信息分存是针对密钥管理提出的一种密码
技术
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信息隐形的主要分支
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信息隐形的主要分支
▪ (2)用于盗版跟踪的数字指纹。数字指纹可以说是 数字水印的一种特殊应用情况，它们的区别在于， 数字水印所代表的是产品作者的信息，而数字指 纹主要含有的是产品购买者的信息。同一个产品 被多个用户买去，在每一个用户买到的拷贝中， 都预先被嵌入了包含购买者信息的数字指纹，该 数字指纹对于跟踪和监控产品在市场上的非法拷 贝是非常有用的。当市场上发现盗版时，可以根 据其中的数字指纹，识别出哪个用户应该对盗版 负责。数字指纹除了应具有数字水印所普遍具有 的特性之外，还应该能够抵抗共谋攻击。
▪ 攻击者
✓ 尽可能地发现和破坏对手利用信息隐藏技术隐藏在公开消息中的机密信 息
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信息隐形的主要分支
▪ 信息隐藏在伪装式保密通信这一分支的主 要研究内容有，研究高安全性的信息伪装 算法，即隐藏信息的不可察觉性，这里， 除了感观上的不可察觉性之外，还要考虑 在各种特征分析、信号处理工具下不出现 异常特征。另外，从理论上分析伪装载体 的隐藏容量，或者说是伪装式保密通信的 信息传输速率，既是目前的理论研究热点， 也是保密通信的实际应用中需要解决的问 题。
信息隐藏和数字水印技术
信息隐藏和数字水印技术13.1 信息隐藏技术概述所有图必须有图号，图号以章为单位统一编号，如“图13.1”、“图13.2”。
图的标题用小五号宋体。
图中的文字按情形而定。
关于图形，若要画图，可用Word 统一画图，不要采纳图文框（排版时会有障碍）。
建议在一个新的文档中直截了当画，关于图中的文字标注可采纳文本框，画好后连同图的题目一起进行组合，然后粘贴到正文中即可。
表的处理与图的处理类似，兹不赘述。
正文中严禁采纳“如右图所述”、“如下表所示”这类的表述，必须采纳引用的形式：如“如图13.1所示”、“如表6.2”所示。
公式字号为五号，上角字号为7p 次，次次角为5p 。
如 2425x x +=。
公式编辑好后将其格式设置为“嵌入型”嵌入正文中。
禁止采纳专门多回车来达到分页的目的，应采纳插入分页符来完成。
13.1.1 信息隐藏学的要紧分支（番号和正文之间空2个空格）传统的神经元以M-P 模型为基础，神经网络的构造要紧为这种简单神经元之间的互联。
然而，由于M-P 模型过于简单，13.1.1.1 四级标题利用网络封装方法，统一了神经元、神经网络的差不多概念，提出了广义神经网络系统组成原理，并建立了广义B P网络及广义BP算法，13.1.1.1.1 五级标题利用网络封装方法，统一了神经元、神经网络的差不多概念，提出了广义神经网络系统组成原理，并建立了广义B P网络及广义BP算法，在利用神经网络（例如BP神经网络）求解一些复杂咨询题时，必须采纳大量的输入神经元以及隐层神经元，加之学习样本众多，从而导致网络的学习效率极为低下。
国内外学者从学习算法等多方面入手参考文献冷丽琴，李涛，智能神经网络系统组成原理在汉字识不中的应用，小型微型运算机，2000, 21(10): 1032~1034 Hagan, M.T.，Neural Network Design, 机械工业出版社，2002.8表13.6 实验结果（实验平台：AMD K6-2/350, 32 M广义神经系统高级功能神经元胞高级功能神经元胞高级功能神经元胞较高级功能神经元胞较高级功能神经元胞较高级功能神经元胞低级神经元胞低级神经元胞低级神经元胞●●●●●●●●●●●●图13.1 广义神经网络系统的组成原理。
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Global Hawk
Predator
Digital video watermarking for metadata embedding in UAV video
MetaData of Properties
GPS coordinates Camera angles Altitude Time etc.
第15周，2010.12.20 实验课
第16周，2010.12.27 实验课
第17周，2010.01.03 交大作业
课程网站
考核方式
•考查课 •考核指标 日常考勤，实验作业论文）.
第一章 概述 主要内容
•实例演示 •信息隐藏技术的重要性 •发展历程 •基本概念和范畴 •主要应用领域
在计算机科学中所处的位置
•基础理论（理论计算机，量子计算） •计算机软件（可信软件） •计算机体系结构（多核技术） •计算机硬件 •计算机应用技术（多媒体，人工智能） •自然语言理解与机器翻译 •信息安全（密码学，信息隐藏） •计算机网络（无线传感器网络，自组网）
信息安全
•广义上，凡是涉及到信息的安全性，完整性，可 用性，真实性和可控性的相关理论和技术都是信 息安全所要研究的领域。
信息隐藏与提取——实例演示
•基于LSB方法的信息隐藏与提取 LSB：Least Significant Bit，最低有效位.
第一章 概述 主要内容
•实例演示 •信息隐藏技术的重要性 •发展历程 •基本概念和范畴 •主要应用领域
重要事件
•2009年6月24日 美国总统奥巴马批准成立美国的网络战司令部。 •陆地，海洋，天空，网络 •人类文明的进步？ •老死，病死，打死
华南虎虎照事件
华南虎虎照事件
嵌入脆弱水印
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Digital video watermarking for metadata embedding in UAV video
•US Air Force Research Laboratory, Rome, NY, award #FA8750-04-1-0185
主要参考书
•《Digital Watermarking and Steganography, Second Edition》
Ingemar Cox， Matthew Miller， Jeffrey Bloom， and Jessica Fridrich， Morgan Kaufmann Publishers，2007
时间 第1周，2010.09.13 第2周，2010.09.20 第3周，2010.09.27 第4周，2010.10.04 第5周，2010.10.11 第6周，2010.10.18 第7周，2010.10.25 第8周，2010.11.01
课程内容 第一章 概述 第二章 多媒体与密码学基础 第三章 隐写与隐写分析 “十一”放假 第四章 数字图像水印 Matlab编程，实验课 第五章 数字视频水印 第六章音频、文档、软件水印
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第一章 概述 主要内容
•实例演示 •信息隐藏技术的重要性 •发展历程 •基本概念和范畴 •主要应用领域
信息隐藏的发展历史（1）
•隐写术steganography，最早源于古希腊词 汇steganos和graphia
•大约公元前440年，古希腊奴隶携带秘密消 息的故事
故事中奴隶主Histiaus将一个奴隶的头发剃光，把秘密 信息刺在这个奴隶的头皮上，然后派他去Miletus的Ionian 城。为了把消息隐藏起来，刺字后让奴隶头发重新长起来。 奴隶到达Ionian城后，又将头发剃去，从而把消息展示给 城市的统治者Aristagoras。正是这个信息激励Aristagoras开 始反抗波斯国王。
•《信息隐藏技术及其应用》，刘振华，尹萍编著，科学出版社， 2002
•《信息隐藏技术与应用》，王丽娜，张焕国编著，武汉大学出 版社，2003
•《信息隐藏技术实验教程》，王丽娜，郭迟，李鹏编著，武汉 大学出版社，2004
•《数字水印技术及应用》，孙圣和，陆哲明，牛夏牧，科学出 版社，2004
课程安排
主要参考书
•《 Digital Watermarking and Steganography: Fundamentals and Techniques》
Frank Y. Shih，
CRC Publishers，2007
主要参考书
•《数字水印》，王颖，黄志蓓等译，Ingemar Cox，Matthew Miller，Jeffrey Bloom著，电子工业出版社，2003
信息隐藏与数字水印技术 第一章 概述
陈真勇
北京航空航天大学计算机学院 先进计算机应用技术教育部工程研究中心
2010年09月13日
主讲教师
•陈真勇 博士，副教授，，
先进计算机应用技术教育部工程研究中心， 新主楼G948.
主讲教师
•蒲菊华 博士，副教授，，
先进计算机应用技术教育部工程研究中心， 新主楼G944.
课程安排
时间
课程内容
第9周，2010.11.08 第七章 数字指纹
第10周，2010.11.15 第八章 可逆水印
第11周，2010.11.22 第九章 数字权益管理（自学）
第12周，2010.11.29 第十章 数字水印攻击
第13周，2010.12.06 第十一章 研究热点
第14周，2010.12.13 实验课
•狭义的信息安全是指信息内容的安全性，即保护 信息的秘密性、真实性和完整性，避免攻击者利 用系统的安全漏洞进行窃听、冒充、诈骗、盗用 等有损合法用户利益的行为，保护合法用户的利 益和隐私。
•现代密码学(Cryptography)是信息安全技术的核心。
依靠密码学不能解决所有问题
•加密方法有一个缺点，那就是它明确地提示攻击 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，使 得即使是合法的接收者也无法阅读信息内容。
数字媒体的知识产权保护问题
•互联网上的数字媒体应用正在呈爆炸式的增长， 越来越多的知识产品以电子版的方式在网上传播。
•数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体 (数字音频，图象和视频)的原版进行无限制的任 意编辑，修改，拷贝和散布，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。