基于视觉特性的隐写与隐写分析
信息隐藏技术第三章隐写与隐写分析
信息隐藏技术第三章隐写与隐写分析隐写术是一种信息隐藏技术，它通过在其他媒介中嵌入、存储或传输秘密信息，使其对外不可见或不易被察觉。
隐写术分为多种类型，其中隐写和隐写分析是其中两个重要方面。
隐写是指通过各种手段将秘密信息嵌入到另一种媒介中，使得只有特定的接受者能够探测到并提取出这些信息。
常见的隐写技术包括文本隐写、图像隐写、音频隐写和视频隐写等。
这些技术广泛应用于情报、网络安全和数字水印等领域。
文本隐写是将秘密信息隐藏在文本中的一种技术。
其中一种常见的方法是通过改变文本的字体、大小、颜色或字符间距等细小变化来隐藏信息。
另一种方法是通过在文本中的无关词汇或标点符号中嵌入秘密信息。
这些方法不会改变原始文本的外观，仅有经过特定处理的接收方能够提取出隐藏的信息。
图像隐写是将秘密信息隐藏在数字图像中的一种技术。
常见的图像隐写方法包括使用最低有效位（LSB）算法和改变像素间关系等方法。
在LSB算法中，秘密信息被嵌入到图像像素的最低有效位中，从而不会引起明显的视觉变化。
改变像素间关系的方法则通过微调图像的RGB值，来隐藏秘密信息。
音频隐写是将秘密信息隐藏在数字音频中的一种技术。
常见的音频隐写方法包括频域隐写和时域隐写。
在频域隐写中，秘密信息会嵌入到音频信号的频域中，例如改变频率或幅度。
而在时域隐写中，隐藏信息会直接嵌入到音频的波形中，例如改变采样率或声音强度。
视频隐写是将秘密信息隐藏在数字视频中的一种技术。
常见的视频隐写方法包括使用帧间差异、改变像素值和时间域隐写等方法。
在帧间差异方法中，秘密信息会嵌入到相邻帧之间的差异中，这样即使在视频中提取单个帧也无法获得完整的秘密信息。
隐写分析是指研究和识别隐写技术的过程。
通过隐写分析，人们可以检测出隐藏在媒介中的秘密信息，并且识别出使用的隐写技术。
隐写分析技术有三种主要方法，分别是统计分析、视觉分析和机器学习。
统计分析是通过特定的统计方法来分析媒介中的数据，从而检测是否存在隐藏的秘密信息。
07.2JPEG图像的隐写与隐写分析
22
F5隐写：矩阵编码
2020/1/30
LSB隐写
嵌入1比特可能修改也可能不修改原数据，概率 为0.5
则每个LSB的修改可以平均嵌入2比特信息
矩阵编码的目的是，使得每个LSB的修改可 以嵌入更多的比特信息
在2^k-1个原始数据的LSB中最多改动1比特达到 嵌入k比特的效果
k=1：普通LSB隐写
17
F3隐写
2020/1/30
信息隐藏与数字水印
18
F4隐写
F4隐写
用正奇数和负偶数代表秘密信息1 用负奇数和正偶数代表秘密信息0 值为0的DCT系数仍然不负载秘密信息 当欲嵌入的比特与DCT系数代表的信息不同时，
同样将绝对值减1，符号不变
2020/1/30
信息隐藏与数字水印
减1，变为-31，第一组数据为：-24,32,-31 1==0xor1,0~=0xor1，则修改a2(0)->1，即符号不变，数
值减1，变为27，第二组数据为：-27，27,29 1~=0xor0，0==0xor0，则修改a1(0)->1，即符号不变，
数值减1，变为19，第三组数据为：(19, -1,-5)
信息隐藏与数字水印
4
Jsteg密写
将秘密信息嵌入在量化后的DCT系数的 LSB上。但原始值为－1，0，＋1的DCT系 数除外。
提取秘密信息时：将图像中不等于－1，0， ＋1的量化DCT系数的LSB取出即可。
2020/1/30
Datahiding & Digital Watermark
5
Jsteg密写——实例
21
F5隐写
2020/1/30
F5隐写
基于视觉掩蔽的隐写不可感知性评价方法
基于视觉掩蔽的隐写不可感知性评价方法方蒙蒙;何加铭;史智慧【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2014(40)9【摘要】The commonly-used methods of imperceptibility evaluation for information hiding algorithms can not express the subjective evaluation comprehensively and evaluate the performance of the algorithms accurately. To solve this problem,a new method based on visual masking is proposed. It combines the linear relationship between the perceptual quality of image and its Mean Square Error( MSE) ,and the perceptual properties of texture and luminance,with the aim of improving the perceptual quality. In this method, the linear expression between the perceptual quality and MSE is given,among which the luminance and the gradient can be used to calculate the luminance and the texture weight coefficients respectively. By weighting the expression linearly,a global performance of imperceptibility of the stego image is obtained. Experimental results demonstrate that the proposal outperforms the conventional Peak Signal to Noise Ratio ( PSNR) in higher efficiency and realizing the consistency of image quality of subjective and objective evaluation.%传统的信息隐藏不可感知性评价方法不能全面反映人眼主观感受，以致无法准确衡量隐藏算法的性能。
彩色图像的隐写与隐写分析
在偶数组中搜索是否有原图象中已有的颜色，一 旦找到就将A 修改为这一颜色
2020/8/1
信息隐藏与数字水印
12
抵抗RQP分析的隐写
如果不满足，找与它最相邻的颜色替换
保留像素RGB的高位（记为A000 ），将变换 RGB最低位可能构成的颜色按异或奇偶性分为 两组：
偶数颜色组：A000，A011，A101，A110 奇数颜色组：A001，A010，A100，A111
2020/8/1
信息隐藏与数字水印
22
基于分量和的隐写
对EzStego方法的改进 隐写方法
秘密信息与像素三个分量之和的最低位相同， 则不作修改
不同，则将像素改为与原始颜色距离最小的、 且三个分量之和最低位与秘密信息相同的颜色
2020/8/1
信息隐藏与数字水印
2020/8/1ຫໍສະໝຸດ 信息隐藏与数字水印11
抵抗RQP分析的隐写
如果不满足，找与它最相邻的颜色替换
保留像素RGB的高位（记为A000 ），将变换 RGB最低位可能构成的颜色按异或奇偶性分为 两组：
偶数颜色组：A000，A011，A101，A110 奇数颜色组：A001，A010，A100，A111
算Q值，记为Q2 如果
被测图像未隐写，R＝Q2/Q1明显大于1 被测图像已隐写，且隐写量很大，则R只略大于
1，甚至略小于1
2020/8/1
信息隐藏与数字水印
5
真彩色图像中的RQP隐写分析
困难
如果原隐写量很小，无法区分是否隐写，隐写 分析失效
如果原图像颜色数目很多，则加入测试数据的 影响相对减小，使得Q2增大不多，导致隐写 分析失败
如果要嵌入1
在奇数组中找到已有颜色，改为已有颜色
隐写与隐写分析算法及实践研究的开题报告
隐写与隐写分析算法及实践研究的开题报告一、选题背景随着互联网及数字通信的发展，信息隐藏技术逐渐受到广泛的关注和应用，隐写是信息隐藏技术中十分重要的一种方法。
它是一种将秘密信息隐藏于载体之中而不引起外部人员注意的技术，其应用范围广泛，比如计算机网络、数字版权保护、军事情报安全等领域。
潜在的数据隐写信息通常是不可见的，即使经过人类肉眼或机器探测等方式，也很难发现。
隐写学是一门将信息隐藏于其他信息(可以是图像、语音、视频等)中的编码技术，是一个涉及到各种科学技术的新兴领域，具有技术和实践难度大的特点。
目前，隐写学分为三个基本分支：文本隐写、图片隐写和语音隐写。
常用的信息隐写方法有字符集隐写、LSB隐写、改变颜色顺序的LSB、FFT隐写、DCT隐写等。
二、选题意义正确的信息隐写可以达到保护数据安全的目的，但是这种技术也可以用于恶意攻击（例如政治反对派通过网络隐写技术传递消息等），所以掌握隐写与隐写分析技术具有重要意义。
通过本次课题研究，可以深入了解隐写学的基本概念、方法，掌握常见隐写算法并学习如何完成隐写破解，实现对信息隐写技术的全面认识和掌握。
而且，在信息化时代的背景下，对于保护个人隐私和信息安全具有重要意义。
三、研究内容(1) 隐写学基本概念：介绍隐写学的定义、基本概念及其分类(2) 隐写与隐写分析算法：重点研究字符集隐写、LSB隐写、改变颜色顺序的LSB、FFT隐写、DCT隐写等隐写算法及分析方法，分析隐写技术的优缺点(3) 开发信息隐写工具并实现隐写分析：通过Python等编程语言，开发具有图形界面的信息隐写工具，同时实现隐写分析算法（包含实例分析和破解实现）(4) 隐写在网络信息安全中的应用：介绍隐写技术在网络信息安全方面的应用，比如TCP/IP通信中的隐写技术等四、研究方法（1）文献调研法：通过阅读与隐写学相关的书籍、期刊、网站等文献，了解隐写学的发展历程、研究现状及隐写技术的最新进展（2）案例分析法：选取一些典型隐写算法进行分析，揭示所选算法的基本原理，讨论算法的优缺点，并在实践过程中进行验证（3）实验研究法：通过实现及分析不同的隐写算法，比较评价各种算法，设计编写隐写分析算法等丰富的实验内容，达到深入理解隐写学的方法与实践。
图像自适应隐写和隐写分析技术进展
图像自适应隐写和隐写分析技术进展
宋晓峰;林少锋;韩鹍;寇万里
【期刊名称】《电子信息对抗技术》
【年(卷),期】2017(032)001
【摘要】图像自适应隐写和隐写分析技术是近年来信息隐藏领域的研究热点和难点.自适应隐写通过自适应选择嵌入更改位置并结合高效编码方法提高了隐写安全性,而相应隐写分析技术主要通过捕捉图像统计特性改变来发现隐写行为.首先对图像自适应隐写的基本原理进行了介绍,然后梳理总结了图像自适应隐写和隐写分析技术的研究进展并指出了现有研究存在的问题,最后对图像自适应隐写和隐写分析技术研究进行了展望.
【总页数】7页(P70-76)
【作者】宋晓峰;林少锋;韩鹍;寇万里
【作者单位】西安通信学院信息安全系,西安710106;西安通信学院信息安全系,西安710106;西安通信学院信息安全系,西安710106;西安通信学院信息安全系,西安710106
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.针对自适应隐写的通用隐写分析研究 [J], 刘格;黄方军;李中华
2.深度学习在图像隐写术与隐写分析领域中的研究进展 [J], 翟黎明;嘉炬;任魏翔;
徐一波;王丽娜;
3.对抗隐写分析滤波器残差提取的图像隐写算法 [J], 吴贤城; 周子凌; 李振军; 谭舜泉
4.深度学习在自适应图像隐写分析上的研究进展 [J], 谭艳萍;罗永;熊琰
5.基于深度学习的数字图像隐写和隐写分析术研究概述 [J], 谭艳萍;罗永;张俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
07.1基于LSB的隐写与隐写分析
f2i1
a
2
f2i
f2i1
a 2 f2i1
f2i f2i1
2020/1/30
信息隐藏和数字水印
22
直方图补偿隐写
特点
隐写后直方图不再趋于相等，2法失效 嵌入量降低：部分载体用于补偿
2020/1/30
信息隐藏和数字水印
23
RS分析方法
对图像分块，以Zigzag方式扫描排列成一个 向量（x1,…,xn)
30
RS分析方法
则非负翻转后有三类像素
没有被翻转
灰度值未变，像素比例为(1-a/21b
经历一次翻转
灰度值变化1，像素比例为(1-a/2ba/21 ba/2bab
经历二次翻转
灰度值回到原始值，像素比例为ab/2
隐写像素 隐写灰度值变化比 翻转比例 不变比例 F1比例 F0比例
2020/1/30
信息隐藏和数字水印
32
RS分析方法
如果对隐写图像进行非正翻转，也有三类 像素
没有翻转的 经历一次翻转的 经历二次翻转的
F1和F-1，像素值变化为2，两次翻转不会抵消
所以， R-M与S-M的差距不会随a增大而减小
2020/1/30
信息隐藏和数字水印
33
RS分析方法
RS分析失效
抗GPC分析性能：
修改像素值时，穿越P0和P1平面簇的可能性相 同
GPC分析失效
2020/1/30
信息隐藏和数字水印
52
改进的LSB隐写
抗卡方分析性能：
灰度为 j 的像素中会有大约一半不变，大约四 分之一变为j+1，剩余大约四分之一变为 j-1
隐写分析概述
信息隐藏和数字水印
18
特征分析
隐写软件特征例1
2020/9/12
信息隐藏和数字水印
19
特征分析
隐写软件TheThirdEye的隐写标记：
2020/9/12
信息隐藏和数字水印
20
特征分析
隐写软件特征例3
隐写软件Securengin3.0特征码
2020/9/12
信息隐藏和数字水印
1
前言
早在2001 年初，震惊世界的9.11 事件发生 半年多以前，美国报纸就曾刊登文章，指 出本·拉登及其同伙可能利用某些网站上的 大量数字图像秘密传递与其恐怖行动有关 的信息如指令、地图、攻击目标的资料等
当时还有报道指出，一些著名的网站等已 成为传播隐写信息的隐蔽渠道
2020/9/12
信息隐藏和数字水印
8
Stego-only attack
Attack is one where we have only the stegomedium, and we want to detect and extract the embedded message
2020/9/12
2020/9/12
信息隐藏和数字水印
21
统计分析
载体感观效果没有变化，但统计特征改变 分析待检测载体的统计特征，可以判断载
体是否经过隐写 典型方法：
卡方、RS检测等 JPEG检测等
2020/9分析方法举例：
原理：自然信号与其去噪信号的“距离”，隐 写信号与其去噪信号的“距离”，两者不同
2020/9/12
信息隐藏和数字水印
11
Chosen-stego attack
Attack is used when we have both the stego-medium and the steganography tool or algorithm
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。
信息隐藏与隐写分析技术
隐写特征的实例，嵌入机密的调色盘依亮度排序后，所呈现的
不寻常分组特征，这个特征也等于是暴露了机密信息的存在性。
9
第9章 信息隐藏与隐写分析技术
(a)
(b)
图9-2 一个S-Tools隐写特征的实例
(a) 排序前调色盘；(b) 排序后调色盘
而主动方式是指Eve在检测判别过程中可以对通信信息进行
所有他期望的修改。一个保守或激进的狱警可能会通过采用
修改所有通信信息来破坏可能存在的隐匿通道。
9
第9章 信息隐藏与隐写分析技术
9
隐写分析技术可以根据事先知道信息的多少分为下面几类：
(1) 非纯载体分析：包含隐信息的非纯载体是惟一的分析
信息源。
(2) 知道纯载体的分析：不含隐信息的载体和非纯载体都
的变化。
9
9
第9章 信息隐藏与隐写分析技术
Alice
安全通道
密钥
密钥
Bob
HIS或 VIS
嵌入算法
隐信息
载体信息
1
公共通信信道
提取算法
0
Eve
检测
HIS或 VIS
图9-1 信息隐藏的一个通用模型
隐信息
第9章 信息隐藏与隐写分析技术
9
2．隐写技术分类
隐写技术是一种新兴的知识领域，尽管还处在发展阶段，
9
在上面的例子中只有一半的最低位发生了变化，用斜体
标出。LSB算法可以用来替换图像中的RGB编码、BMP和GIF
格式的调色板、JPEG中的系数和音频的脉冲调制编码等。由
于理论上只有一半的最低位发生变化，因此用LSB算法替换后
信息隐藏原理及应用第八章隐写分析技术
02
隐私保护的隐写分 析
在保护隐私的前提下进行隐写分 析，以平衡信息隐藏和隐私保护 的需求。
03
动态隐写分析
研究如何对动态变化的隐写信息 进行分析，以应对不断变化的隐 藏方法。
06
案例研究
基于统计分析的隐写算法研究
总结词
基于统计分析息。
隐写技术的分类
基于LSB的隐写术
利用图像的最低有效位来存储信 息。
基于LSB的改进算法
如LSB+、LSB等，通过改进LSB 算法来提高隐写信息的隐藏效果 和安全性。
基于DCT的隐写术
利用图像的离散余弦变换系数来 隐藏信息。
基于像素的隐写术
利用图像像素的色彩信息来隐藏 信息。
基于小波变换的隐写术
利用小波变换系数来隐藏信息。
频谱分析技术
总结词
利用数字图像的频率特性进行隐写分析 的技术。
VS
详细描述
频谱分析技术通过分析图像的频率特性来 检测隐写信息。在嵌入隐写信息时，通常 会引入一些频率特性的变化，频谱分析技 术正是利用这些变化来检测隐写信息。常 见的频谱分析技术包括傅里叶变换分析、 小波变换分析和离散余弦变换分析等。
THANKS
感谢观看
这类算法通常将信息隐藏在图像或音频信号的频谱中 ，通过改变某些频率分量的幅度或相位来隐藏信息。 常见的基于频谱分析的隐写算法包括基于傅里叶变换 的隐写算法和基于小波变换的隐写算法。
基于特征分析的隐写算法研究
总结词
基于特征分析的隐写算法主要利用图像或音频信号的 特征来隐藏和提取信息。
详细描述
这类算法通常将信息隐藏在图像或音频信号的某些特征 中，如边缘、纹理、共振等。通过改变这些特征的属性 来隐藏信息。常见的基于特征分析的隐写算法包括基于 边缘检测的隐写算法和基于音频共振的隐写算法。
lsb隐写分析实验
lsb隐写分析实验实验三：LSB 隐写分析实验【实验⽬的】：1、理解LSB 隐写分析的思想和⽅法；2、掌握基于视觉分析的LSB 的隐写分析⽅法，以及基于卡⽅检验的LSB 隐写分析⽅法；3、能够分析上述隐写分析⽅法的能⼒；4、能够独⽴编写上述两种隐写分析matlab 程序并实现分析。
【实验内容】：（请将你实验完成的项⽬涂“■”）实验完成形式：■⽤MATLAB 函数实现LSB 隐写分析□⽤MATLAB 命令⾏⽅式实现LSB 隐写分析□其它：（请注明）实验选择载体：■ 512×512灰度图像□ 256×256RGB 图像□任意⼤⼩的RGB 图像实验效果和分析：■分析了视觉攻击对空域LSB 算法隐写分析的能⼒■分析了⼴义卡⽅检测对空域LSB 算法隐写分析的能⼒□分析了⼴义卡⽅检测对频域LSB 算法隐写分析的能⼒■⽐较不同隐写攻击抗⼴义卡⽅检测的能⼒■其它：分析了不同嵌⼊信息、不同参数下及使⽤了不同嵌⼊⽅法后⼴义卡⽅检测的分析能⼒【实验⼯具及平台】：■ Windows+Matlab □其它：（请注明）【实验涉及到的相关算法】：1、视觉攻击的流程图：2、⼴义卡⽅检测法流程图【实验分析】⼀、视觉攻击说明：本实验分别⽤图1嵌⼊30%的信息、图2嵌⼊60%的信息，来作最后⼀个位平⾯的⽐较图1 图2图3 原图为图1，嵌⼊率为30%图4 原图为图2，嵌⼊率为60%结论：通过视觉攻击分别对原图和隐写图的最后⼀个位平⾯的提取，可以很清晰的看出来，不含隐藏信息的平⾯的0和1是随机地均匀的分布；⽽隐藏了信息的平⾯的左边部分有明显的整齐的横条，它们是LSB被修改后像素值2i<->2i+1变化后形成的图像特征；⽽且嵌⼊率不同，横条占有的区域⾯积也不同。
单看隐写图的平⾯，就可以看出图像有异样（被划分成两部分），含整齐横条的部分则为嵌⼊了信息的部分。
⼆、空域⼴义卡⽅检测⽅法1、分析结果图表说明：⼀下四个图和表格，是嵌⼊了不同⽐例的信息量的图像分割成5*5个⼤⼩相同的样本进⾏检测的分析结果，其中嵌⼊信息为伪随机序列。
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别隐写与水印是常用于信息安全领域的技术手段，旨在保护计算机系统与网络中的敏感信息。
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别是一个重要的研究方向，它涉及到图像处理、加密算法、信息隐藏与提取等多个领域的知识和技术。
本文将详细介绍基于图像处理技术的隐写与水印内容识别的原理、方法和应用。
首先，我们需要了解隐写与水印的基本概念。
隐写是一种将秘密信息隐藏在另一种媒体中的技术。
常见的隐写方法有LSB隐写、DCT隐写和语义隐写等。
水印是一种用于识别和保护数字内容的技术。
一般分为可见水印和不可见水印，其中可见水印可以直接看到，而不可见水印需要通过特定的解码算法才能获取。
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别可以分为两个主要步骤：隐藏与提取。
隐藏阶段，隐写和水印技术将秘密信息嵌入到原始图像中。
提取阶段，根据特定算法，将隐藏的内容从图像中恢复出来。
在隐写方面，最常用的算法是LSB隐写。
LSB（Least Significant Bit）隐写是一种简单而有效的隐写方法，它将秘密信息嵌入到图像像素的最低有效位上。
这样，在视觉上几乎不会引起图像质量的明显变化。
LSB隐写方法可分为空域隐写和变换域隐写，前者将信息嵌入到图像像素的直接值中，而后者将信息嵌入到图像的频域中。
另一种常见的隐写方法是DCT（离散余弦变换）隐写。
DCT隐写通过对图像进行离散余弦变换，将秘密信息嵌入到频域系数中。
这种方法的优势在于较强的鲁棒性和更高的嵌入容量。
但是，DCT隐写对图像质量的影响较大，嵌入容量相对较低。
除了LSB和DCT隐写，还有一些其他的隐写方法，如语义隐写、覆盖隐写等。
语义隐写是一种在图像中嵌入语义信息的隐写方法，利用图像的视觉感知特性，将秘密信息嵌入到与图像内容相关的区域中。
覆盖隐写是一种利用像素行为的统计特性来进行信息隐藏的方法，它主要利用了图像中像素之间的相关性。
在水印方面，常用的技术有可见水印和不可见水印。
基于深度学习的图像隐写研究综述
基于深度学习的图像隐写研究综述摘要：随着信息技术的快速发展，图像隐写作为信息隐藏的重要手段，在信息安全领域具有重要的应用价值。
近年来，深度学习技术的兴起为图像隐写带来了新的机遇和挑战。
本综述旨在对基于深度学习的图像隐写技术进行全面的分析和总结，包括其发展历程、主要方法、性能评估以及面临的问题和未来的发展趋势。
一、引言在当今数字化时代，信息的安全传输和存储成为人们关注的焦点。
图像隐写技术通过将秘密信息嵌入到普通的图像中，实现了信息的隐蔽传输，有效地保护了信息的安全性。
传统的图像隐写方法主要基于手工设计的算法，存在着隐写容量有限、抗检测能力弱等问题。
深度学习技术的出现为解决这些问题提供了新的思路和方法，使得图像隐写技术得到了快速的发展。
二、深度学习在图像隐写中的发展历程（一）早期探索阶段在深度学习技术的早期，研究人员开始尝试将神经网络应用于图像隐写。
2014 年，生成对抗网络（GAN）的出现为图像隐写提供了新的可能性。
2016 年，第一个基于深度学习的隐写模型——SGAN 被提出。
该模型利用 DCGAN 生成载体图像，并使用传统的嵌入算法实现秘密信息的隐藏，为后续的研究奠定了基础。
（二）快速发展阶段随着深度学习技术的不断发展，越来越多的基于深度学习的图像隐写方法被提出。
研究人员从不同的角度出发，提出了多种类型的隐写模型，如基于生成载体式、嵌入载体式、合成载体式和映射关系式等。
这些模型在隐写容量、抗检测能力和图像质量等方面都取得了显著的提升。
（三）成熟应用阶段近年来，基于深度学习的图像隐写技术已经逐渐成熟，并在实际应用中得到了广泛的关注。
研究人员不仅关注隐写模型的性能，还开始关注其安全性和可靠性。
同时，随着硬件设备的不断升级，深度学习模型的计算效率也得到了提高，使得图像隐写技术能够更加高效地应用于实际场景。
三、基于深度学习的图像隐写主要方法（一）基于生成载体式1.原理：该方法首先利用生成对抗网络生成尽可能真实的载体图像，然后在生成的载体图像中嵌入秘密信息。
数字图像隐写与隐写分析技术的研究
随着互联网的广泛使用以及信息隐藏技术的日渐成熟，
大量的隐写方法如雨后春笋般冒出 , 用户通过互联网可以轻 松便捷地获取多种隐写工具，其操作简单、容易上手。如果 滥用这些工具，便会对网络信息安全产生严重的威胁，因此， 人们对反隐写技术的需求在不断增加。隐写分析是一项反隐 写术的技术，它具有重要的现实意义，近年来，正成为信息 安全领域一个新的研究热点。
2018 年第 12 期
信息与电脑 China Computer&Communication
信息安全与管理
数字图像隐写与隐写分析技术的研究
魏程程 （西安工业大学，陕西 西安 710021）
摘 要：近年来，随着全球信息化水平的不断提高和信息安全的重要性日趋增强，隐写分析成为信息安全领域的一 个新的重要研究热点。隐写分析技术，是对嵌入秘密信息导致的载体信息的一些统计特征的变化进行分析，来判断载体 中是否隐藏有秘密信息。隐写分析技术在网络信息过滤、维护社会稳定、国家的安全发展等方面具有十分重要的现实意义。
Key words: steganography; steganalysis; information security
１ 引言
隐写术作为信息隐藏的一个重要分支，现已成为信息安 全领域的重要研究内容之一，与密码学的不同之处在于，隐 写术是把特定的秘密信息隐藏在某个公开的信息（载体信号） 里，其中嵌入的秘密信息既不会改变载体信号的视听觉效果， 同时，也不会改变载体文件的格式和大小，外观的表现仍旧 是载体信号（公开信息）的内容和特征，有公开的信息作掩护， 因此，第三方不会觉察出秘密信息的存在，从而实现了隐蔽 通信。
信息隐藏实验(LSB隐写,随机LSB隐写,RS隐写分析)..
信息隐藏实验二LSB隐写分析姓名：周伟康学号：班级：一：实验要求1、针对自己实现的隐写算法（嵌入、提取），计算隐蔽载体的PSNR值，通过PSNR值来评估隐写对图像质量的影响，并与主观感受做对比。
2、实现一种隐写分析方法，对隐蔽载体进行检测（卡方、RS……）二：实验步骤1、编写随机选点函数，完善顺序和随机两种LSB信息嵌入和提取。
%随机间隔选点函数%[row, col] = randinterval(test, 60, 1983);function [row, col] = randinterval(matrix, count, key)[m, n] = size(matrix);interval1 = floor(m * n / count) + 1;interval2 = interval1 - 2;if interval2 == 0error('载体太小，不能将秘密消息隐藏其内！');endrand('seed', key);a = rand(1, count);%initializerow = zeros([1 count]);col = zeros([1 count]);r = 1; c = 1;row(1,1) = r;col(1,1) = c;for i = 2 : countif a(i) >= 0.5c = c + interval1;elsec = c + interval2;endif c > nr = r + 1;if r > merror('载体太小，不能将秘密消息隐藏其内！');endc = mod(c, n);if c==0c = 1;endendrow(1, i) = r;col(1, i) = c;end选取8*8的矩阵测试2、对比原始图像和隐藏信息后图像，计算隐蔽载体的均方差（MSE）进而计算峰值信噪比（PSNR），评估隐写对图像质量的影响。
3 吕皖丽-数字水印实践课程教案
安徽大学本科教学课程教案课程名称：数字水印（实践）课程代码：开课单位：计算机科学与技术学院授课教师：吕皖丽/职称/学位：讲师/ 博士开课时间：二○一至二○一学年第学期课程基本情况课程编号ZX36283课程名称数字水印（实践）教学单位计算机科学与技术学院课程学分1考核方式考试□ √考查□ 其他方式：课程类别□ 公共基础课专业必修课（包括专业基础课和专业核心课）√ 专业选修课□ 人文与科技素质教育课□ 其他课程学时数总学时：34理论学时：实验学时：上机学时：34任课教师吕皖丽职称讲师教师来源√ 本校教师□ 外聘教师使用教材√ 统编教材□ 自编教材或讲义书名作者出版社出版时间教材数字水印技术及应用许文丽电子工业出版社出版2013教学参考用书数字水印理论与技术杨义先，钮心忻高等教育出版社2006信息隐藏与数字水印实验教程杨榆国防工业出版社2010 数字水印基础教程杨义先人民邮电出版社2007教学章节第一章、第二章、教学目标和要求通过本讲的练习，了解信息安全、伪装式信息安全、信息隐藏的历史、信息隐藏的现状及应用领域以及信息隐藏的研究分支。
教学重点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。
信号编码。
教学难点信息隐藏的研究状况，语音编码主要教学方式课堂讲授□ 小组活动□ 实验演示□ 难点答疑□ 提问□ 作业讲评□实践教学□ 考试测验□ √其他活动上机练习使用媒体资源□ √文字教材√电子教案□ 录像材料□ 录音材料□ 直播课堂□ CAI课件□ IP课件□ 其他资源：作业或练习（1）查找资料，调研信息隐藏的研究状况。
板书设计上机练习，无板书第一次教学活动设计教学环节主要教学内容学生活动安排（一般包括复习旧课、导入新课、讲授讨论、巩固练习、布置作业等环节）1.通过ppt介绍第一章、第二章、第三章、第四章课程基本内容。
2.通过演示LSB信息隐藏算法介绍数字水印基本原理。
3.布置练习。
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2020/7/26
信息隐藏与数字水印
3
BPCS方法（嵌入）
2020/7/26
将复杂度大于aCmax的位平面小块用于负载 秘密信息
a必须小于0.5
将秘密信息组成位平面小块，如果其复杂度 大于aCmax，则直接替换原位平面小块
7,5,4,6），其各个比特平面的复杂度为？ 3、有哪些比特平面适于隐藏信息？
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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例
解： 1、Cmax=4,alpha = 0.4,
alpha * Cmax = 0.4 * 4 = 1.6
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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例
解：
2~3、
像素为7,5 即： 111 101
秘密信息小块的复杂度近似正态分布 均值0.5Cmax，标准差0.047Cmax
用秘密信息小块替换后，出现直方图不连续 的现象
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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实验结果1
图像Man 8×8 a=0.4 嵌入量7.2E5 PSNR＝33.5dB 在0.4Cmax=45
处有明显不连 续跳跃
循环码划分位平面：绝大多数小块复杂度 小于0.5Cmax
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信息隐藏与数字水印
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BPCS方法
二进制码和循环码的互换 B：二进制 G：循环码
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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BPCS方法
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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对BPCS的隐写分析
BPCS隐写的视觉隐蔽性较好，但会改变位 平面小块复杂度的统计特性
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
10
BPCS方法（提取）
将载体数据中所有复杂度大于aCmax的位 平面小块取出，即是秘密信息
做过共轭处理的小块：再作一次共轭，即 是秘密信息
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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BPCS方法
一般不采用二进制形式划分位平面，而是 采用循环码划分位平面
二进制划分位平面：会有许多小块复杂度 大于0.5Cmax
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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例
解：
则第一块1 1复杂度为2，大于alpha*Cmax
10
可以直接替换，
第二块要0 0复杂度为0，小于alpha*Cmax
00
应与棋盘小块1 0异或，得：1 0
01
01
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信息隐藏与数字水印
9
例
解： 替换后，三个比特平面，从底到高分别为 （1 1 ） （1 0） （1 1） （1 0） （0 1） （1 1） 还原为十进制值为： 75 56
人的视觉对变化剧烈、复杂度较高的位平面小 块不敏感
秘密信息可以加载在多个位平面
样点
第2比特平面
第1比特平面
32
1
1
1
0
10
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0
0
信息隐藏与数字水印
1
0
2
BPCS方法（嵌入）
将载体图像所有位平面分为小块，如8×8 计算每个小块的复杂度
复杂度定义：所有相邻像素对中取值不同的像素 对数目。复杂度最大可能值记为Cmax
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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实验结果2
图像Man
8×8
a=0.45
嵌入量5.2E5
PSNR＝36.7dB
在
0.45Cmax=50
处有明显不连
续跳跃
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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PVD 隐写
PVD（pixel-value differencing） 基于图像中相邻像素对差异的隐写
思想
对原始图像所有位平面小块的复杂度进行统计， 将其直方图记为h(c)，c取值：0－Cmax
直方图特点：
直方图集中于c值较低的一侧（因为高位位平面相关 性很强，复杂度很低）
直方图连续性较好（因为对不同位平面许多小块的 统计结果）
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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对BPCS的隐写分析
将这个范围分成K个区域，每个区域的宽度是 2的整数幂，记为2^n
例如分成6个区域：[0,7], [8,15], [16,31], [32,63], [64,127], [128,255]
如果差值 |d| 落在某一个区域，那么在这个小 块中嵌入 n 比特
嵌入方法：调整 p(i+1) 和（或） p(i)的值，使得它 们的差值|d|等于n比特对应的十进制值
4,6
100 110
三个比特平面，从底到高分别为：
（1 1）（0 1） （1 1）
其复杂度为2，4,0，因此可以隐藏秘密信
息的是最低和次低比特平面
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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例
设秘密信息为 11 和 00 10 00 则隐藏秘密信息后，上述像素值变为？
一类基于视觉特性的隐写方法
在视觉不敏感区域嵌入较多秘密信息 在视觉较敏感区域嵌入少量秘密信息 BPCS隐写 PVD隐写
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
1
BPCS隐写
BPCS（bit-plane complexity segmentation） 位平面复杂度分割
思想
将载体数据的多个位平面分成小块
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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PVD隐写算法
将载体图像分成许多不交迭的小块，每个 小块由两个相邻像素组成
组成方式有很多种，如逐行或逐列 zigzag 扫描
秘密信息被隐藏在每个小块的两个像素灰 度的差值中
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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PVD隐写算法
像素灰度差值记为 d=p(i+1)-p(i)
512×512 标准灰度 图像Man按 8×8分块， 得到的复 杂度直方 图
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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对BPCS的隐写分析
BPCS隐写是将复杂度大于aCmax的位平面 小块置换成秘密信息组成的小块
秘密信息组成的小块
随机信号，0/1概率0.5 有文献对4096000个秘密信息小块进行了统计，
2020/7/26
信息隐藏与数字水印
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PVD隐写算法
如果其复杂度小于等于aCmax，则需要作共 轭处理
共轭处理：将秘密信息小块与棋盘状小块作异或
共轭处理后复杂度为Cmax－c
记录下哪些小块经过共轭处理
信息隐藏与数字水印
4
例
设分块大小为2*2,每像素值用3 比特表示 ，alpha=0.4。
1、Cmax为多少？ 2、若已知小块像素（行优先排列）为（