信息隐藏技术概述ppt课件
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信息安全概论-5 信息隐藏技术
信息安全概论
1
第五章 信息隐藏技术
5.1 信息隐藏的概念 5.2 隐藏信息的基本方法 5.3 数字水印 5.4 数字隐写 5.5 数字指纹
2
5.1 信息隐藏的概念
• 信息隐藏把一个待保护的秘密信息隐藏在另一个 称为载体的信息中，非授权者不知道这个普通的 载体信息中是否隐藏了其他的信息，而且即使知 道也难以提取或去除隐藏的信息。所用的载体可 以是文字、图像、声音及视频等。
• DCT变换域的基本思想是:先计算原始图像D的离 散余弦变换(DCT)，然后将隐秘信息叠加到变换 域的系数上(不包括直流分量)，这些系数通常为 图像的低频分量。
12
5.2.3压缩域算法
• 基于JPEG、MPEG标准的压缩域信息隐藏 系统不仅节省了大量的完全解码和重新编 码过程，而且在数字电视广播及 VOD(Video on Demand)中有很大的实 用价值。相应地，隐秘信息的检测与提取 也可直接在数据的压缩域中进行。
8
• 成功的信息隐藏通常需要满足以下技术要 求：
• 1．透明性（invisibility）或不可感知性（ imperceptibility）。
• 2．鲁棒性（robustness）。 • 3．安全性（security）。 • 4．不可检测性（undetectability）。 • 5．自恢复性。 • 6．嵌入强度（信息量）。
• 按检测是否需要载体信息参与分类，可分为 非盲检测算法和盲检测算法。非盲检测算法 中隐秘信息的检测需要原始载体的参与，而 盲检测算法中隐秘 信息隐藏的概念
• 按照保护对象分类，主要分成以下几类： • (1)隐写术：目的是在不引起任何怀疑的情
况下秘密传送消息，因此它的主要要求包 括难以检测和大容量。 • (2)数字水印:它是指嵌在数字产品中的数 字信号，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 性能要求是鲁棒性和不可感知性等。
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第五章 信息隐藏技术
5.1 信息隐藏的概念 5.2 隐藏信息的基本方法 5.3 数字水印 5.4 数字隐写 5.5 数字指纹
2
5.1 信息隐藏的概念
• 信息隐藏把一个待保护的秘密信息隐藏在另一个 称为载体的信息中，非授权者不知道这个普通的 载体信息中是否隐藏了其他的信息，而且即使知 道也难以提取或去除隐藏的信息。所用的载体可 以是文字、图像、声音及视频等。
• DCT变换域的基本思想是:先计算原始图像D的离 散余弦变换(DCT)，然后将隐秘信息叠加到变换 域的系数上(不包括直流分量)，这些系数通常为 图像的低频分量。
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5.2.3压缩域算法
• 基于JPEG、MPEG标准的压缩域信息隐藏 系统不仅节省了大量的完全解码和重新编 码过程，而且在数字电视广播及 VOD(Video on Demand)中有很大的实 用价值。相应地，隐秘信息的检测与提取 也可直接在数据的压缩域中进行。
8
• 成功的信息隐藏通常需要满足以下技术要 求：
• 1．透明性（invisibility）或不可感知性（ imperceptibility）。
• 2．鲁棒性（robustness）。 • 3．安全性（security）。 • 4．不可检测性（undetectability）。 • 5．自恢复性。 • 6．嵌入强度（信息量）。
• 按检测是否需要载体信息参与分类，可分为 非盲检测算法和盲检测算法。非盲检测算法 中隐秘信息的检测需要原始载体的参与，而 盲检测算法中隐秘 信息隐藏的概念
• 按照保护对象分类，主要分成以下几类： • (1)隐写术：目的是在不引起任何怀疑的情
况下秘密传送消息，因此它的主要要求包 括难以检测和大容量。 • (2)数字水印:它是指嵌在数字产品中的数 字信号，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 性能要求是鲁棒性和不可感知性等。
第3章 信息隐藏技术3
ans =
Filename: [1x29 char] FileModDate: '26-Apr-2008 20:24:08' FileSize: 66614 Format: 'bmp' FormatVersion: 'Version 3 (Microsoft Windows 3.x)' Width: 256 Height: 256 BitDepth: 8 ColorType: 'indexed' FormatSignature: 'BM' NumColormapEntries: 256 Colormap: [256x3 double] RedMask: [] GreenMask: [] BlueMask: [] ImageDataOffset: 1078 BitmapHeaderSize: 40 NumPlanes: 1 CompressionType: 'none' BitmapSize: 65536 HorzResolution: 0 VertResolution: 0 NumColorsUsed: 0 NumImportantColors: 0
3.1.1 LSB方法
作业 利用LSB方法将学号嵌入载体图像中。 例如150号 • 嵌入 s=bitget(150,t); w(i,j)=bitset(w(i,j),1,s); • 提取 k=bitget(w(i,j),1); y=bitset(y,t,k); for i=1:10:71 %初值：步长：终值 floor向下取整
分 质量标准 评价 5 极好 感觉不到有差别 4 较好 感觉到有差别但无影响 3 一般 感觉到差别但能容许 2 较差 干扰严重能容许 1 极差 由于干扰图像不清楚，不能接受
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
返回目录
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
《信息隐藏技术》 课件 第6章 基于三维模型的信息隐藏算法
办法,由En 表示,具体计算公式如式(6-7)所示:
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
第六章基于三维模型的信息隐藏算法 图6-10为本算法分别对模型Ramesses、Hand-olivier和
Chinesedragon进行信息嵌入的不可见性实验的En的平均值分 布图。
图6-10 不可见性实验(En )
第六章基于三维模型的信息隐藏算法 2.信息隐藏规则 基于骨架和内切球解析的三维模型的信息隐藏算法规则
如下:
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
3.信息隐藏步骤 基于骨架和内切球解析的信息隐藏算法共分八个步骤: (1)求出模型细节部位最大内切球半径rmax ,规定阈值t,
0
使得t=rmax 。 0 (2) 修正模型细节部分的重心交点距离比,用来在后面的
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
图6-1 原始的基于距离变换的骨架抽取原理图
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
6.1.1 基于骨架和内切球解析的三维模型信息隐藏算法设计 1.信息隐藏区域 基于骨架和内切球解析的三维模型信息隐藏算法选择三
维模型的内切球解析次数作为隐藏区域。首先需要对解析次 数进行二进制化解析编码,并按照人类视觉系统特性,根据模 型表面顶点坐标、曲率变化,选择模型的末稍或细节部位的 骨架点的内切球解析结果用来嵌入脆弱信息,表面平滑、覆 盖面大的部位鲁棒性较强,故其内切球解析结果可以作为鲁 棒性信息和校验信息的隐藏载体。其余骨架点的内切球解析 结果作为隐藏信息载体。
图6-5 Hand olivier原始模型与含密模型
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
图6-6-Ramesses原始模型与含密模型
第六章基于三维模型的信息隐藏算法 2)信噪比 用信噪比表征含密模型与原始模型之间的失真程度,如
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
第六章基于三维模型的信息隐藏算法 图6-10为本算法分别对模型Ramesses、Hand-olivier和
Chinesedragon进行信息嵌入的不可见性实验的En的平均值分 布图。
图6-10 不可见性实验(En )
第六章基于三维模型的信息隐藏算法 2.信息隐藏规则 基于骨架和内切球解析的三维模型的信息隐藏算法规则
如下:
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
3.信息隐藏步骤 基于骨架和内切球解析的信息隐藏算法共分八个步骤: (1)求出模型细节部位最大内切球半径rmax ,规定阈值t,
0
使得t=rmax 。 0 (2) 修正模型细节部分的重心交点距离比,用来在后面的
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
图6-1 原始的基于距离变换的骨架抽取原理图
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
6.1.1 基于骨架和内切球解析的三维模型信息隐藏算法设计 1.信息隐藏区域 基于骨架和内切球解析的三维模型信息隐藏算法选择三
维模型的内切球解析次数作为隐藏区域。首先需要对解析次 数进行二进制化解析编码,并按照人类视觉系统特性,根据模 型表面顶点坐标、曲率变化,选择模型的末稍或细节部位的 骨架点的内切球解析结果用来嵌入脆弱信息,表面平滑、覆 盖面大的部位鲁棒性较强,故其内切球解析结果可以作为鲁 棒性信息和校验信息的隐藏载体。其余骨架点的内切球解析 结果作为隐藏信息载体。
图6-5 Hand olivier原始模型与含密模型
第六章基于三维模型的信息隐藏算法
图6-6-Ramesses原始模型与含密模型
第六章基于三维模型的信息隐藏算法 2)信噪比 用信噪比表征含密模型与原始模型之间的失真程度,如
信息隐藏技术原理ppt-课件
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。
（2）匿名通信 • 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。
9.1 信息隐藏技术概述
（3）隐写术 • 隐写术即不让计划的接收者之外的任何人知道信息的传递事件
PV表示对共享变量V 进行读操作的TCB 原语。
6 版权保护/数字水印
信息隐藏的主要方法包括在时间域、空间域及变换域的隐藏，另外还有基于文件格式和载体生成技术的隐藏。
9.1 信息隐藏技术概述
信息隐藏技术和传统的密码技术的区别 1. 信息隐藏和密码技术的区别 • 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
96版权保护数字水印76图像数字水印范例带水印图像被篡改水印图像提取出的水印96版权保护数字水印77变换域方法带水印图像被篡改水印图像提取出的水印96版权保护数字水印78模糊认证带水印图像被篡改水印图像检测结果96版权保护数字水印79数字水印攻击分析水印攻击包括主动攻击和被动攻击
第9章 信息隐藏技术原理
9.2 信息隐藏技术原理
（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。 （6）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。
为了消除系统中的隐蔽信道，必须对系统的设计和实现进行修改。
自然会暴露出嵌入的行为.
其中常数a为尺度因子,控制水印添加的强度。
伪随机高斯序列来调制（叠加）该图像除直流（DC）分量外的1000个最大的DCT系数。
（2）匿名通信 • 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。
9.1 信息隐藏技术概述
（3）隐写术 • 隐写术即不让计划的接收者之外的任何人知道信息的传递事件
PV表示对共享变量V 进行读操作的TCB 原语。
6 版权保护/数字水印
信息隐藏的主要方法包括在时间域、空间域及变换域的隐藏，另外还有基于文件格式和载体生成技术的隐藏。
9.1 信息隐藏技术概述
信息隐藏技术和传统的密码技术的区别 1. 信息隐藏和密码技术的区别 • 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
96版权保护数字水印76图像数字水印范例带水印图像被篡改水印图像提取出的水印96版权保护数字水印77变换域方法带水印图像被篡改水印图像提取出的水印96版权保护数字水印78模糊认证带水印图像被篡改水印图像检测结果96版权保护数字水印79数字水印攻击分析水印攻击包括主动攻击和被动攻击
第9章 信息隐藏技术原理
9.2 信息隐藏技术原理
（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。 （6）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。
为了消除系统中的隐蔽信道，必须对系统的设计和实现进行修改。
自然会暴露出嵌入的行为.
其中常数a为尺度因子,控制水印添加的强度。
伪随机高斯序列来调制（叠加）该图像除直流（DC）分量外的1000个最大的DCT系数。
信息隐藏技术
第3章 信息隐藏技术
3.2.1
假设A打算秘密传递一些信息给B，A需要从一个随机消 息源中随机选取一个无关紧要的消息C，当这个消息公开传 递时，不会引起人们的怀疑，称这个消息为载体对象(Cover Message)C; 把秘密信息(Secret Message)M隐藏到载体对象C 中，此时，载体对象C就变为伪装对象C1。载体对象C是正常 的，不会引起人们的怀疑，伪装对象C1与载体对象C无论从 感官(比如感受图像、视频的视觉和感受声音、音频的听觉) 上，还是从计算机的分析上，都不可能把它们区分开来，而 且对伪装对象C1的正常处理，不应破坏隐藏的秘密信息。
(7) 在纸上打印各种小像素点组成的块来对诸如日期、
(8) 将秘密消息隐藏在大小不超过一个句号或小墨水点
(9)
第3章 信息隐藏技术
(10) 把在显微镜下可见的图像隐藏在耳朵、鼻孔以及手 指甲里; 或者先将间谍之间要传送的消息经过若干照相缩影 步骤后缩小到微粒状，然后粘在无关紧要的杂志等文字材料
(11) (12) 制作特殊的雕塑或绘画作品，使得从不同角度看会
根据密钥的不同，信息隐藏可以分为三类: 无密钥的信
1. 映射E: C×M→C1
第3章 信息隐藏技术
其中: C为所有可能载体的集合; M为所有可能秘密消息 的集合; C1
映射D: C1→M 双方约定嵌入算法E和提取算法D 定义:
Σ=〈C，M，C1，D，E〉 其中: C是所有可能载体的集合; M是所有可能秘密消息 的集合; C1是所有可能伪装对象的集合;E是嵌入函数， C×M→C1;D是提取函数，C1→M
第3章 信息隐藏技术
(3) 恶意狱警问题: 狱警Willie可能彻底改变通信囚犯的信 息，或者伪装成一个囚犯，隐藏伪造的机密信息，发给另外 的囚犯。在这种条件下，囚犯可能就会上当，他的真实想法 就会暴露无遗。对这种情况，囚犯是无能为力的。不过现实 生活中，这种恶意破坏通信内容的行为一般是不允许的，有
信息隐藏
匿名通信研究现状
现阶段匿名通信的研究主要分为三类:基于 Mix算法的匿名通信系统、基于Onion Routing算法的匿名通信系统和基于泛洪算法 的匿名通信系统。
隐写术及其原理
隐写技术是利用人类感觉器官的不敏感(感觉冗余), 以及多媒体数字信号本身存在的冗余数据特性)把一 个秘密信息通过某种嵌入算法隐藏到载体信息中,从 而得到隐密载体。 首先,对欲嵌入的秘密信息进行预处理,预处理包括 加密、编码等,然后生成伪随机数,将预处理后的秘 密信息根据相应的嵌入算法和密钥K嵌入到载体中, 形成载密信息,可以在公开信道中传输,密钥K在隐蔽 信道进行传输,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。
经过数十年的研究数字水印技术取得了很大的进步, 见诸于各种文献的水印算法有很多种,然而从水印嵌 入方式的角度来看,图像水印算法主要分为两大类: 空间域(Spatial Domain)水印算法和变换域 (TransformDomain)水印算法。 在国内,数字水印技术也得到了一些学者的关注,并 日益受到重视。针对水印的各种应用领域,许多专家 和研究人员在文章中提出了不同的水印算法。
数字指纹系统
数字指纹系统主要由两部分构成,一是用于向 拷贝中嵌入指纹并对带指纹拷贝进行分发的 拷贝分发子系统;另一部分是实现对非法分发 者进行跟踪并审判的跟踪子系统。其中分发 子系统完成指纹的构造、指纹的嵌入以及数 据库的维护工作,跟踪子系统完成指纹的提取 和跟踪工作。其简单模型见图。
参考文献
数字水印研究现状及发展趋势预测
通过对现有典型算法的分析和研究情况的调 查认为今后水印研究可能的一些发展方向:
a.水印的基本原理和评价方法。包括水印理论模 型、水印结构、水印嵌入策略、水印检测算法、 水印性能评价以及水印的标准化等。 b.水印技术的应用。包括针对不同应用需求定制 合理的水印生成、嵌入和恢复策略、一种完善的 水印技术在其它的多媒体数据中的应用等。
隐藏(隐写信息术)
文件的拷贝不会对隐藏的信息造成破坏文件存取工具在保存文档时可能会造成隐藏数据的丢为了确保隐藏内容的机密性需要首先进行加密处理然后再隐藏20131664颜色通道20131665图像象素的灰度表示20131666原始图像8bit灰度bmp图像20131667去掉第一个位平面的lena图像和第一个位平面20131668去掉第12个位平面的lena图像和第12个位平面20131669去掉第13个位平面的lena图像和第13个位平面20131670去掉第14个位平面的lena图像和第14个位平面20131671去掉第15个位平面的lena图像和第15个位平面20131672去掉第16个位平面的lena图像和第16个位平面20131673去掉第17个位平面的lena图像即第八个位平面和第17个位平面20131674红色通道绿色通道蓝色通道2013167520131676k
16
为什么客观评价与主观评价不能很 好吻合？ 好吻合？
人眼对所看到物体的理解，不仅与生理因 人眼对所看到物体的理解， 素有关， 素有关，还在相当大的程度上取决于心理 因素 如“视而不见”，“听而不闻” 视而不见” 听而不闻” 对感兴趣的区域给予极大关注，对其它区 对感兴趣的区域给予极大关注， 域不在意 大脑对所接收的事务有一个过滤和取舍的 过程， 过程，目前计算机还无法很好地模拟此过 程
2010-8-19
30
隐写工具
ftp://ftp.funet.fi/pub/crypt/steganograph y/ /stegano/index.htm 《互联网上常见的图像隐写软件》. 刘九芬, 陈嘉勇, 张卫明等，第二届中国可信计算与 信息安全学术会议，2006年.
2010-8-19
3
1 信息隐藏概述 2 隐写术的基本原理 3 隐写术 4 隐写分析技术
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为什么客观评价与主观评价不能很 好吻合？ 好吻合？
人眼对所看到物体的理解，不仅与生理因 人眼对所看到物体的理解， 素有关， 素有关，还在相当大的程度上取决于心理 因素 如“视而不见”，“听而不闻” 视而不见” 听而不闻” 对感兴趣的区域给予极大关注，对其它区 对感兴趣的区域给予极大关注， 域不在意 大脑对所接收的事务有一个过滤和取舍的 过程， 过程，目前计算机还无法很好地模拟此过 程
2010-8-19
30
隐写工具
ftp://ftp.funet.fi/pub/crypt/steganograph y/ /stegano/index.htm 《互联网上常见的图像隐写软件》. 刘九芬, 陈嘉勇, 张卫明等，第二届中国可信计算与 信息安全学术会议，2006年.
2010-8-19
3
1 信息隐藏概述 2 隐写术的基本原理 3 隐写术 4 隐写分析技术
信息隐藏技术1 ppt课件
• 两者结合起来，效果更好。
➢ 信息隐藏技术的推动力： • 需要保护知识产权的用户 • 对隐藏信息有兴趣的人们
➢ 特征:
• 不可感知性
载体在加载秘密信息前后的大小一般不应变化很大
• 不可检测性
-----信息隐藏的目的
• 嵌入容量和强度
均衡容量，不可感知性和不可检测性之间的关系
• 鲁棒性
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者被破坏
➢ 特征:
• 安全性
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
• 复杂性
水印的嵌入和提取算法复杂度低，便于推广应用
• 自恢复性
1.2隐写术概述 ➢ 隐写术实例
• 木板上刻字，用蜡涂盖 • 头皮上刺字，头发盖住 • 隐写墨水书写 • 缩微拍摄
➢ 隐写术的使用
• 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
不可感知性载体在加载秘密信息前后的大小一般不应变化很大不可检测性信息隐藏的目的嵌入容量和强度均衡容量不可感知性和不可检测性之间的关系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者被破坏安全性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复杂性水印的嵌入和提取算法复杂度低便于推广应用自恢复性12隐写术概述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网络中使用的大部分文件格式是bmpdocgifjpegmp3txt和wav等伪装对象的生成伪装对象s载体对象c秘密信息m密钥k载体要含有足够多的冗余数据
利用人类感觉器官的不敏感,以及多媒体数字 信号本身存在的冗余,将秘密信息隐藏在一个宿主 信号中,不被人的感知系统察觉或不被注意到,而且 不影响宿主信号的感觉效果和使用价值.
➢ 信息隐藏技术的推动力： • 需要保护知识产权的用户 • 对隐藏信息有兴趣的人们
➢ 特征:
• 不可感知性
载体在加载秘密信息前后的大小一般不应变化很大
• 不可检测性
-----信息隐藏的目的
• 嵌入容量和强度
均衡容量，不可感知性和不可检测性之间的关系
• 鲁棒性
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者被破坏
➢ 特征:
• 安全性
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
• 复杂性
水印的嵌入和提取算法复杂度低，便于推广应用
• 自恢复性
1.2隐写术概述 ➢ 隐写术实例
• 木板上刻字，用蜡涂盖 • 头皮上刺字，头发盖住 • 隐写墨水书写 • 缩微拍摄
➢ 隐写术的使用
• 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
不可感知性载体在加载秘密信息前后的大小一般不应变化很大不可检测性信息隐藏的目的嵌入容量和强度均衡容量不可感知性和不可检测性之间的关系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者被破坏安全性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复杂性水印的嵌入和提取算法复杂度低便于推广应用自恢复性12隐写术概述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网络中使用的大部分文件格式是bmpdocgifjpegmp3txt和wav等伪装对象的生成伪装对象s载体对象c秘密信息m密钥k载体要含有足够多的冗余数据
利用人类感觉器官的不敏感,以及多媒体数字 信号本身存在的冗余,将秘密信息隐藏在一个宿主 信号中,不被人的感知系统察觉或不被注意到,而且 不影响宿主信号的感觉效果和使用价值.
信息隐藏技术 第三章 隐写与隐写分析PPT课件
2020/11/6
2k if m 2k 2
m
0, w
1:
f
2k 2
if
m 2k 1and r 2
,
2
k
2
2
if
m 2k 1and
r 2
2(k 1) if m 2k 1 2
m
0, w
0
:
f
2k 2
if
m 2k and
r 2
.
2
(
k
1)
2
if
m 2k and
2020/11/6
22
1位
2020/11/6
23
2位
2020/11/6
24
3位
2020/11/6
25
4位
2020/11/6
26
5位
2020/11/6
27
4位+随机置乱
2020/11/6
28
4位
2020/11/6
29
LSB算法的特点
•LSB是一种大容量的数据隐藏算法 •LSB的鲁棒性相对较差
•Steganalysis
The goal of steganalysis is to identify suspected packages, determine whether or not they have a payload encoded into them, and, if possible, recover that payload.
2020/11/6
41
2 分析
•以灰度图像为例
设图像灰度值为j的像素数为hj, j[0,255]。 那么隐写过程，相同：不变；不相同：2i 2i1。 完全替代：h2i和h2i1的值比较接近； 未经密写：h2i和h2i1的值相差得远一些。
信息隐藏技术ppt课件
LSB隐写是一种简单而又有效的信息隐藏技 术。其特点是容量大、对载体图像质量影响 小、嵌入速度快。可应用于灰度图像、彩色 图像、视频和音频等。
图像位平面越高,对灰度值的贡献越大
2.3 数字图像隐写-- LSB图像密写方法
LSB密写嵌入的基本方法：
LSB密写提取的基本方法
直接提取出最低比特位
1. 将欲嵌入的秘密信息转化为比特流
MN
d(m,n)2
MS=Em=1n1 MN
其中, d (m ,n )是位置(m ,n)上隐写图像和原始图像的像
素值的差值
10
3.2 基于LSB的隐写技术
隐写的图像质量评价方法:
PSNR(peak signal-to-noise ratio)
峰值信噪比
P= S -1 N 2 1 2 0 M 5 R m M = l 1 n N 1 5 o d N ( m , n g ) 2
2. Bmp图像的基本结构是什么？
3. 数字图像的像素是怎样定义位平面的？ 4. LSB算法的嵌入规则是什么？具有哪些优点？ LSB有如下缺点： 1) 嵌入消息较大时，所花时间较长。 2) 只能处理简单的流格式的文件。 3) 为了满足水印的不可见性，允许嵌入的水印强度较低，对空域的各种操作较为敏感。 4) 基本的LSB算法抗JPEG压缩能力弱。 5) 鲁棒性差。 LSB算法有如下优点： 1) 算法简单，易于实现，计算速度也快。 2) 在基础算法上能够很快的进行改进，并在脆弱性水印中应用广泛。 3) 由于能在最低有效位（一般是最后两位）进行嵌入，故对于256色（8位）的RGB图像 在3层图像中均可插入1/8到1/4的消息，总的来说，容量还是足够大的。
型、文件大小、偏移字节等信息； 2 位图信息头数据结构（40字节），它包含有BMP图像的长、
图像位平面越高,对灰度值的贡献越大
2.3 数字图像隐写-- LSB图像密写方法
LSB密写嵌入的基本方法：
LSB密写提取的基本方法
直接提取出最低比特位
1. 将欲嵌入的秘密信息转化为比特流
MN
d(m,n)2
MS=Em=1n1 MN
其中, d (m ,n )是位置(m ,n)上隐写图像和原始图像的像
素值的差值
10
3.2 基于LSB的隐写技术
隐写的图像质量评价方法:
PSNR(peak signal-to-noise ratio)
峰值信噪比
P= S -1 N 2 1 2 0 M 5 R m M = l 1 n N 1 5 o d N ( m , n g ) 2
2. Bmp图像的基本结构是什么？
3. 数字图像的像素是怎样定义位平面的？ 4. LSB算法的嵌入规则是什么？具有哪些优点？ LSB有如下缺点： 1) 嵌入消息较大时，所花时间较长。 2) 只能处理简单的流格式的文件。 3) 为了满足水印的不可见性，允许嵌入的水印强度较低，对空域的各种操作较为敏感。 4) 基本的LSB算法抗JPEG压缩能力弱。 5) 鲁棒性差。 LSB算法有如下优点： 1) 算法简单，易于实现，计算速度也快。 2) 在基础算法上能够很快的进行改进，并在脆弱性水印中应用广泛。 3) 由于能在最低有效位（一般是最后两位）进行嵌入，故对于256色（8位）的RGB图像 在3层图像中均可插入1/8到1/4的消息，总的来说，容量还是足够大的。
型、文件大小、偏移字节等信息； 2 位图信息头数据结构（40字节），它包含有BMP图像的长、
《信息隐藏技术》 课件 第5章 基于数字图像的信息隐藏算法
载体的亚仿射置乱对隐藏信息具有同样的置乱效果,提高了 本算法的鲁棒性。
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
3.抗分析性分析
在隐藏区域的选取上,lαβ-CGBP算法对载体图像进行两 次lαβ颜色分解,隐藏区域较为隐蔽,且目前专门针对lαβ颜色
空间进行有效分析的信息隐藏分析方法较少。
4.隐藏信息量分析
嵌入信息量取决于lαβ-CGBP算法选择的载体图像以及
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
3.信息隐藏的流程与步骤
基于lαβ与组合广义位平面的信息隐藏算法的信息隐藏
共分为五个算法
图5-5-基于lαβ和 CGBP的信息隐藏算法流程
第五章基于数字图像的信息隐藏算法 4.信息的提取 根据隐藏信息时的步骤,提取隐藏信息的过程分为以下
色分解,对β分量进行灰度转换,并进行位平面分解,按照规则3
隐藏信息的Hash(记为RH)。接收方利用RH 与RL中嵌入信息 Hash值的比较可以快速判断含密图像是否被篡改。
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
4.信息的提取
根据隐藏信息时的算法,提取信息的过程分为五个步骤: (1) 对含密图像进行CL多小波变换,得到LL1子图的4个分 量子图。
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
第五章 基于数字图像的信息 隐藏算法
1. 基于lαβ与组合广义位平面的信息隐藏算法
2. 基于 CL多小波与 DCT的信息隐藏算法 3. 空间域与变换域在信息隐藏算法中的联合应用方法 4. 基于 GHM 与颜色迁移理论的信息隐藏算法 5. 基于 CARDBAL2与颜色场结构法的信息隐藏算法
如图 5-1(c)所示。抽取与转化过程如式(5-1)所示:
其中,R、G、B 为载体图像的RGB分量值,R"、G"和B"为对l分
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
3.抗分析性分析
在隐藏区域的选取上,lαβ-CGBP算法对载体图像进行两 次lαβ颜色分解,隐藏区域较为隐蔽,且目前专门针对lαβ颜色
空间进行有效分析的信息隐藏分析方法较少。
4.隐藏信息量分析
嵌入信息量取决于lαβ-CGBP算法选择的载体图像以及
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
3.信息隐藏的流程与步骤
基于lαβ与组合广义位平面的信息隐藏算法的信息隐藏
共分为五个算法
图5-5-基于lαβ和 CGBP的信息隐藏算法流程
第五章基于数字图像的信息隐藏算法 4.信息的提取 根据隐藏信息时的步骤,提取隐藏信息的过程分为以下
色分解,对β分量进行灰度转换,并进行位平面分解,按照规则3
隐藏信息的Hash(记为RH)。接收方利用RH 与RL中嵌入信息 Hash值的比较可以快速判断含密图像是否被篡改。
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
4.信息的提取
根据隐藏信息时的算法,提取信息的过程分为五个步骤: (1) 对含密图像进行CL多小波变换,得到LL1子图的4个分 量子图。
第五章基于数字图像的信息隐藏算法
第五章 基于数字图像的信息 隐藏算法
1. 基于lαβ与组合广义位平面的信息隐藏算法
2. 基于 CL多小波与 DCT的信息隐藏算法 3. 空间域与变换域在信息隐藏算法中的联合应用方法 4. 基于 GHM 与颜色迁移理论的信息隐藏算法 5. 基于 CARDBAL2与颜色场结构法的信息隐藏算法
如图 5-1(c)所示。抽取与转化过程如式(5-1)所示:
其中,R、G、B 为载体图像的RGB分量值,R"、G"和B"为对l分
信息隐藏技术培训课件
• 一旦发现未经授权的拷贝，就可以根据此拷贝所恢复出的指纹来 Network and Information Security 确定它的来源。
第6章 信息隐藏技术
6.2.8 数字水印的主要应用领域(2)
3．标题与注释 • 标题与注释是将作品的标题、注释等内容（如，一幅照片的 拍摄时间和地点等）以水印形式嵌入该作品中，这种隐式注 释不需要额外的带宽，且不易丢失。
3．透明性(Invisibility)
4．安全性（Security）
5．自恢复性（Self-recovery）
6．可纠错性（Corrective）
Network and Information Security
第6章 信息隐藏技术
6.1.4 信息隐藏技术的主要分支与应用
信息隐藏
隐蔽信道
隐写术
匿名通信
Network and Information Security
第6章 信息隐藏技术
6.1.2 信息隐藏基本原理
密钥 密钥
秘密信息 宿主信息
编码器
隐蔽宿主
检测器
秘密信息 宿主信息
图6-1 信息隐藏系统模型 信息隐藏技术主要由下述两部分组成：
1．信息嵌入算法（编码器），它利用密钥来实现秘密信息的隐藏。
Network and Information Security
第6章 信息隐藏技术
6.2.6 数字水印的攻击类型及对策
• 若要把数字水印技术真正地应用到实际的版权 保护、内容认证等领域，必须考虑系统可能受 到的各种攻击。
• 不同的应用场合有不同的抗攻击能力要求。
• 抗攻击能力是数字水印系统评测最重要的性能
指标，系统地了解攻击的种类及抗攻击策略对
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2．（根据目的和技术要求）信息隐藏技术的特点 ① 自恢复性 ② 鲁棒性 ③ 安全性 ④ 不可检测性 ⑤ 透明性 上述2这020些/4/2特8 点，会随着信息隐藏目的与应用而有不同的侧重。3
3.2.2 信息隐藏技术的分类
根据不同的应用场合的需求，信息隐藏技术分为隐写技术和数字 水印技术两个分支。依据信息隐藏协议来分，信息隐藏技术还可以 分为无密钥信息隐藏、私钥信息隐藏和公钥信息隐藏，如下图所示 。
1．隐写技术（Steganography） 隐写术作为信息隐藏技术的一个重要应用领域，又分为传统的
物理隐写技术和现代的隐写技术，研究的重点是如何实现信息伪装 。传统的物理隐写技术最典型的方法是利用化学药水的密写。
2020/4/28
4
本讲提要
一、信息安全的概念 二、信息隐藏及其历史 三、现代信息隐藏 四、信息隐藏技术原理 五、信息隐藏技术的应用领域
5
本章学习目标
掌握信息隐藏的基本概念 掌握信息隐藏技术的基本思想 熟悉信息隐藏的组成及其分类 掌握信息隐藏安全性的概念
6
本讲提要
一、信息安全的概念 二、信息隐藏及其历史 三、现代信息隐藏 四、信息隐藏技术原理 五、信息隐藏技术的应用领域
7
一、信息安全的概念
➢ 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。
信息隐藏技术与应用
1
3.2 信息隐藏技术的原理及应用
3.2.1 信息隐藏技术的原理
1．信息隐藏技术的原理及模型 信息隐藏系统的模型可以用下图表示。把被隐藏的信息称为秘密 信息（Secret Message），它可以是文字、密码（或序列号等）、 图像、图形或声音等；而非秘密（公开）的信息则称为宿主信息 （Cover Message，也称为载体信息），它可以是文本文件、数 字图像、数字视频或音频等。
10
保密通信的Problem
现代保密通信技术：
采用数据加密的方式，形成不可识别的密文进 行传递，保证传输安全。
加密密钥 K
截获
A
明文
X
E 运算 密文 Y
加密算法
截取者 因特网
篡改
解密密钥 K
B
密文 Y D 运算 解密算法 明文 X
11
保密通信的Problem
问题：
传递的数据是密文，容易引起敌方的注意
将密码学与伪装式信息安全相结合，就 可以更好地保证信息本身的安全和信息 传递过程的安全
14
本讲提要
一、信息安全的概念 二、信息隐藏及其历史 三、现代信息隐藏 四、信息隐藏技术原理 五、信息隐藏技术的应用领域
15
二、信息隐藏及其历史
早在公元前440年，隐写术就已经被应用
历史上关于隐写术的最早 的记载可以在古希腊历史 学家希罗多德(公元前 486~425)的著作中找到
但随着“万用显影剂”的发明，此方法就无效了。 其原理是，根据纸张纤维的变化情况，来确定纸张 的哪些部位被水打湿过，这样，所有采用墨水的隐 写方法，在“万用显影剂”下都无效了。
采用无形的墨水在特定字母上制作非常小的斑 点（17世纪）
微缩胶片（1860年）
信鸽传递 粘贴在无关紧要的杂志等文字材料中的句号或逗号
上
20
古代的隐写术——技术性的
使用化学方法的隐写术
用笔蘸淀粉水在白纸上写字，然后喷上碘水，则淀 粉和碘起化学反应后显出棕色字体
化学的进步促使人们开发更加先进的墨水和显影剂
8
一、信息安全的概念
➢ 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。
9
信息安全的内容
信息安全的内容: 信息安全
密
反
码
黑
学
客
反 病 毒
信 息 隐 藏
其 他
通信通道面临着敌方的监视，窃听的威胁之中 。措施不力，各种通信设施将会变成敌方的情 报源。
源站
目的站 源站 目的站 源站 目的站 源站
目的站
截获 被动攻击
中断
篡改 主动攻击
伪造
12
？
是否存在另外的保密通信方式？13伪装 Nhomakorabea信息安全
加密：对信息本身进行保护，但是信息 的传递过程是暴露的
伪装：掩盖信息存在的事实
使用书记板隐藏信息
首先去掉书记板上的腊，然后将消息写在木板上， 再用腊覆盖，这样处理后的书记板看起来是一个完 全空白的
将信函隐藏在信使的鞋底、衣服的皱褶中，妇 女的头饰和首饰中等
19
古代的隐写术——技术性的
在一篇信函中，通过改变其中某些字母笔划的 高度，或者在某些字母上面或下面挖出非常小 的孔，以标识某些特殊的字母，这些特殊的字 母组成秘密信息
Cryptography： 由Thomas Browne于1658年创造，表示“Secreted Writing” ，意指隐藏消息的意义(Meaning)
17
信息隐藏的历史
古代的隐写术
技术性的隐写术 语言学中的隐写术 用于版权保护的隐写术
18
古代的隐写术——技术性的
用头发掩盖信息
将消息写在头皮上，等到头发长出来后，消息被遮 盖，这样消息可以在各个部落中传递（公元前440 年）
古西腊-奴隶的头皮上写 字；
反抗波斯国王入侵-涂蜡 板上写字
16
二、信息隐藏及其历史
隐写术（信息隐藏）类似于生物学上的保 护色，它将主体(某一机密信息)秘密隐藏于外界 环境(某公开载体)中，然后通过公开媒体来传输 隐藏的机密信息。
Stegnography： 由Johannes Trithemius于1499年将“steganos”与 “graphein”两个希腊字根结合，表示“Covered Writing” ， 意指隐藏消息的存在性(Existence)
信息 隐藏 系统 模型
2020/4/28
2
信息隐藏的具体过程：在密钥的控制下，通过嵌入算法（ Embedding Algorithm）将秘密信息隐藏在公开信息中，掩蔽宿 主（隐藏有秘密信息的公开信息）则通过通信信道传递，接收方的 检测器利用密钥从掩蔽宿主中恢复/检测出秘密信息。
信息隐藏技术由以下组成： （1）信息嵌入算法：在密钥的控制下实现对秘密信息的隐藏； （2）掩蔽信息的检测/提取算法：利用密钥从掩蔽宿主中检测/ 恢复出秘密信息（在未知密钥的情况下，攻击者很难从掩蔽宿主中 恢复、发现秘密信息）。
3.2.2 信息隐藏技术的分类
根据不同的应用场合的需求，信息隐藏技术分为隐写技术和数字 水印技术两个分支。依据信息隐藏协议来分，信息隐藏技术还可以 分为无密钥信息隐藏、私钥信息隐藏和公钥信息隐藏，如下图所示 。
1．隐写技术（Steganography） 隐写术作为信息隐藏技术的一个重要应用领域，又分为传统的
物理隐写技术和现代的隐写技术，研究的重点是如何实现信息伪装 。传统的物理隐写技术最典型的方法是利用化学药水的密写。
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本讲提要
一、信息安全的概念 二、信息隐藏及其历史 三、现代信息隐藏 四、信息隐藏技术原理 五、信息隐藏技术的应用领域
5
本章学习目标
掌握信息隐藏的基本概念 掌握信息隐藏技术的基本思想 熟悉信息隐藏的组成及其分类 掌握信息隐藏安全性的概念
6
本讲提要
一、信息安全的概念 二、信息隐藏及其历史 三、现代信息隐藏 四、信息隐藏技术原理 五、信息隐藏技术的应用领域
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一、信息安全的概念
➢ 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。
信息隐藏技术与应用
1
3.2 信息隐藏技术的原理及应用
3.2.1 信息隐藏技术的原理
1．信息隐藏技术的原理及模型 信息隐藏系统的模型可以用下图表示。把被隐藏的信息称为秘密 信息（Secret Message），它可以是文字、密码（或序列号等）、 图像、图形或声音等；而非秘密（公开）的信息则称为宿主信息 （Cover Message，也称为载体信息），它可以是文本文件、数 字图像、数字视频或音频等。
10
保密通信的Problem
现代保密通信技术：
采用数据加密的方式，形成不可识别的密文进 行传递，保证传输安全。
加密密钥 K
截获
A
明文
X
E 运算 密文 Y
加密算法
截取者 因特网
篡改
解密密钥 K
B
密文 Y D 运算 解密算法 明文 X
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保密通信的Problem
问题：
传递的数据是密文，容易引起敌方的注意
将密码学与伪装式信息安全相结合，就 可以更好地保证信息本身的安全和信息 传递过程的安全
14
本讲提要
一、信息安全的概念 二、信息隐藏及其历史 三、现代信息隐藏 四、信息隐藏技术原理 五、信息隐藏技术的应用领域
15
二、信息隐藏及其历史
早在公元前440年，隐写术就已经被应用
历史上关于隐写术的最早 的记载可以在古希腊历史 学家希罗多德(公元前 486~425)的著作中找到
但随着“万用显影剂”的发明，此方法就无效了。 其原理是，根据纸张纤维的变化情况，来确定纸张 的哪些部位被水打湿过，这样，所有采用墨水的隐 写方法，在“万用显影剂”下都无效了。
采用无形的墨水在特定字母上制作非常小的斑 点（17世纪）
微缩胶片（1860年）
信鸽传递 粘贴在无关紧要的杂志等文字材料中的句号或逗号
上
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古代的隐写术——技术性的
使用化学方法的隐写术
用笔蘸淀粉水在白纸上写字，然后喷上碘水，则淀 粉和碘起化学反应后显出棕色字体
化学的进步促使人们开发更加先进的墨水和显影剂
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一、信息安全的概念
➢ 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。
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信息安全的内容
信息安全的内容: 信息安全
密
反
码
黑
学
客
反 病 毒
信 息 隐 藏
其 他
通信通道面临着敌方的监视，窃听的威胁之中 。措施不力，各种通信设施将会变成敌方的情 报源。
源站
目的站 源站 目的站 源站 目的站 源站
目的站
截获 被动攻击
中断
篡改 主动攻击
伪造
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？
是否存在另外的保密通信方式？13伪装 Nhomakorabea信息安全
加密：对信息本身进行保护，但是信息 的传递过程是暴露的
伪装：掩盖信息存在的事实
使用书记板隐藏信息
首先去掉书记板上的腊，然后将消息写在木板上， 再用腊覆盖，这样处理后的书记板看起来是一个完 全空白的
将信函隐藏在信使的鞋底、衣服的皱褶中，妇 女的头饰和首饰中等
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古代的隐写术——技术性的
在一篇信函中，通过改变其中某些字母笔划的 高度，或者在某些字母上面或下面挖出非常小 的孔，以标识某些特殊的字母，这些特殊的字 母组成秘密信息
Cryptography： 由Thomas Browne于1658年创造，表示“Secreted Writing” ，意指隐藏消息的意义(Meaning)
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信息隐藏的历史
古代的隐写术
技术性的隐写术 语言学中的隐写术 用于版权保护的隐写术
18
古代的隐写术——技术性的
用头发掩盖信息
将消息写在头皮上，等到头发长出来后，消息被遮 盖，这样消息可以在各个部落中传递（公元前440 年）
古西腊-奴隶的头皮上写 字；
反抗波斯国王入侵-涂蜡 板上写字
16
二、信息隐藏及其历史
隐写术（信息隐藏）类似于生物学上的保 护色，它将主体(某一机密信息)秘密隐藏于外界 环境(某公开载体)中，然后通过公开媒体来传输 隐藏的机密信息。
Stegnography： 由Johannes Trithemius于1499年将“steganos”与 “graphein”两个希腊字根结合，表示“Covered Writing” ， 意指隐藏消息的存在性(Existence)
信息 隐藏 系统 模型
2020/4/28
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信息隐藏的具体过程：在密钥的控制下，通过嵌入算法（ Embedding Algorithm）将秘密信息隐藏在公开信息中，掩蔽宿 主（隐藏有秘密信息的公开信息）则通过通信信道传递，接收方的 检测器利用密钥从掩蔽宿主中恢复/检测出秘密信息。
信息隐藏技术由以下组成： （1）信息嵌入算法：在密钥的控制下实现对秘密信息的隐藏； （2）掩蔽信息的检测/提取算法：利用密钥从掩蔽宿主中检测/ 恢复出秘密信息（在未知密钥的情况下，攻击者很难从掩蔽宿主中 恢复、发现秘密信息）。