《图片信息隐藏》PPT课件.ppt

基于图片载体的信息隐藏技术研究与实现 开题报告 背景与意义 随着网络应用的普及 越来越多的数据需要依靠本身并不安全的互联网来传递 由此 信息安全已经成为一个很热门的研究领域 作为与信息加密并列的信息安全两大组成之一 信息隐藏及其技术的使用很受关注 图片文件是网络中很常见的信息 所以将图片作为载体 把机密信息隐藏在其中再通过网络传输是一种能够很好地保证信息机密性的方法 对于接收方来说 只需要通过相应的提取算法便可将隐藏在图片文件中的机密信息提取 还原出来 从而保证了通信双方的信息的机密性 信息加密与信息隐藏 互联网的出现与大规模应用 很大程度上方便了人与人之间的信息传输 然而 网络本身是开放的 这就意味着传递的各种信息有被第三方截获 修改 破坏的可能 针对这些网络上的不安定因素 一种选择是使用密码进行信息加密 使得第三方即使截获了也解析不出来 另一种选择是使用信息隐藏技术 使得第三方截获消息后认为是载体本身的表面信息 后者的优势在于可以实现 所见非所得 各种形式的 文件 能在不妨碍其正常运作的同时插入欲传达的信息 令第三方无从觉察 密文容易引起攻击者的注意是密码术的一个显著弱点 因此 对于某些应用来说 仅仅对信息的内容加以保密是不够的 信息隐藏是一种对信息的存在本身或信息的存在位置进行保密的保密方式 信息隐藏的原理 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 信息隐藏比信息加密更为安全 因为它不容易引起攻击者的注意 信息隐藏打破了传统密码学的思维范畴 其隐蔽性更强 故通常的实际使用中先将秘密信息进行加密预处理 然后再进行信息隐藏 则秘密信息的保密性和不可察觉性的效果更佳 信息隐藏的流程 目前 基于计算机图像的信息隐藏技术主要可分为空域 频域和压缩域三大方向 基于空域的隐藏方法最为简单 其主要利用的是图像中的最低有效位 LSB 来进行秘密信息的嵌入 基于频域的隐藏方法则需要先将原始图像由原本的空间域通过傅里叶变换 DCT变换 小波变换等转化到频率域后 对各频率的系数进行选择更改 基于压缩域的隐藏方法则与具体的图像文件格式有关 以JPEG图像为例 针对其的压缩域隐藏就是在特有的熵编码环节 使用同样的编码格式把欲嵌入的信息伪造成合法的数据并嵌入 从而达到隐藏的效果 图片信息隐藏的三大技术流 不同方法对应图像载体不同 空域 主要对应载体是BMP PNG等无损图像 因为其每个像素点都有对应的数据记录相关信息 所以嵌入量可以做到非常大 然而其鲁棒性也是三大方向中最差的 频域 主要对应载体为JPEG等有损压缩图像 嵌入量相对较小 但是鲁棒性得到了很大提高 压缩域 从载体的相关格式入手 对不同的载体都需要不同的嵌入手段 性能总体而言夹在空域与频域之间 时间 空间域的最低比特位替换方法 1 把信息隐藏在载体的最不重要部分2 容易被噪声掩盖 有损压缩后丢失3 怎样增强鲁棒性 牺牲空间 变换域技术 在载体的显著区域隐藏信息 比LSB方法能够更好地抵抗攻击 而且还保持了对人类感官的不可察觉性常用的变换域方法二维离散傅立叶变换 2 DFT 二维离散小波变换 DWT JPEG2000二维离散余弦变换 DCT JPEG H 261 MPEG DCT域的信息隐藏 图像压缩标准 JPEG 的核心 二维DCT变换在DCT域中的信息隐藏 可以有效地抵抗JPEG有损压缩 图像分为8 8的象素块 进行二维DCT变换 得到8 8的DCT系数系数按照Zig Zag次序排列 左上角为直流系数 其余为交流系数左上角部分为直流和低频 右下角部分为高频 中间区域为中频 中低频系数包含了图像的大部分能量 是对人的视觉最重要的部分 实验方案选择 基于LSB图片信息隐藏算法的信息隐藏模型开发工具 VisualC Visualstudio算法模型 空域算法LSB最低有效位隐藏软件基本功能 实现BMP格式图片的信息隐藏与解密 LSB信息隐藏 最低有效位算法 LSB 是L F Turner和R G vanSchyndel等人提出的第一个数字水印算法 是一种典型的空间域信息隐藏算法 LSB算法使用特定的密钥通过m序列发生器产生随机信号 然后按一定的规则排列成2维水印信号 并逐一插入到原始图像相应像素值的最低几位 由于水印信号隐藏在最低位 相当于叠加了一个能量微弱的信号 因而在视觉和听觉上很难察觉 LSB水印的检测是通过待测图像与水印图像的相关运算和统计决策实现的 StegoDos WhiteNoiseStorm STools等早期数字水印算法都采用了LSB算法 LSB算法虽然可以隐藏较多的信息 但隐藏的信息可以被轻易移去 无法满足数字水印的鲁棒性要求 因此现在的数字水印软件已经很少采用LSB算法了 不过 作为一种大数据量的信息隐藏方法 LSB在隐蔽通信中仍占据着相当重要的地位 软件雏形