信息隱藏理論與技術(shù)鈕心忻北京郵電大學(xué)數(shù)字內(nèi)容研究中心北京郵電大學(xué)信息安全中心信息隱藏理論與技術(shù)鈕心忻10、前言0、前言2主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想3主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想4信息隱藏的思想利用以數(shù)字信號(hào)處理理論（圖像信號(hào)處理、音頻信號(hào)處理、視頻信號(hào)處理等）人類感知理論（視覺理論、聽覺理論）現(xiàn)代通信技術(shù)密碼技術(shù)等為代表的偽裝式信息隱藏方法來研究信息的保密和安全問題信息隱藏的思想利用以5基本思路守盡可能多地將信息隱藏在公開消息之中盡可能不讓對(duì)手發(fā)現(xiàn)任何破綻攻盡可能地發(fā)現(xiàn)和破壞對(duì)手利用信息隱藏技術(shù)隱藏在公開消息中的機(jī)密信息基本思路守6主要內(nèi)容廣義信息隱藏在某種載體中嵌入數(shù)據(jù)具體應(yīng)用：信息隱藏（隱寫）偽裝式隱蔽通信數(shù)字水印用于數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)（數(shù)字版權(quán)管理DRM）原理、正向、反向主要內(nèi)容廣義信息隱藏7可能嗎？利用人類感知系統(tǒng)的冗余利用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的冗余利用各種潛信道技術(shù)上是可行的可能嗎？利用人類感知系統(tǒng)的冗余8需要嗎？信息隱藏加密：對(duì)秘密信息本身進(jìn)行保護(hù)，但信息的傳遞過程是暴露的隱藏：掩蓋秘密信息存在的事實(shí)將密碼學(xué)與信息隱藏相結(jié)合，就可以同時(shí)保證信息本身的安全和信息傳遞過程的安全現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)——信息戰(zhàn)尤其是國(guó)家安全部門需要研究偽裝式信息安全的攻與防需要嗎？信息隱藏9需要嗎？數(shù)字水印數(shù)字產(chǎn)品的無失真復(fù)制的特點(diǎn)，造成版權(quán)保護(hù)和管理方面的漏洞需要嗎？數(shù)字水印10主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想11信息隱藏的研究狀況1992年國(guó)際上正式提出信息隱形性研究1996年國(guó)際第一屆信息隱藏研討會(huì)1998、1999、、、信息隱藏研討會(huì)各種大型國(guó)際會(huì)議中都有信息隱藏和數(shù)字水印的專題國(guó)內(nèi)信息隱藏研討會(huì)每年召開（1999年開始）信息隱藏的研究狀況1992年國(guó)際上正式提出信息隱形性研究12歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)字水印與信息隱寫統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、會(huì)議論文歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)字水印與信息隱寫統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、13歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)信息隱寫與隱寫分析統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、會(huì)議論文歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)信息隱寫與隱寫分析統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、14回顧—廣義信息隱藏的研究廣義信息隱藏：信息隱藏與數(shù)字水印由淺入深、由應(yīng)用推動(dòng)理論算法研究LSB算法，各種變換域算法載體圖像、音頻、視頻、文本、各種數(shù)據(jù)載體等特性魯棒性、脆弱性、半脆弱性回顧—廣義信息隱藏的研究廣義信息隱藏：信息隱藏與數(shù)字水印15回顧—廣義信息隱藏的研究理論研究很多基礎(chǔ)問題制約了該領(lǐng)域的深入發(fā)展如：信息隱藏模型、容量、透明度的衡量、對(duì)載體影響的衡量等理論研究的熱潮（2000年以后）Moulin等人提出基于信息論的信息隱藏理論框架認(rèn)為隱藏過程相當(dāng)于隱蔽信息的通信過程，用通信模型表示信息隱藏，隱蔽信息作為通信輸入，隱蔽載體作為信道，攻擊行為也描述為信道，隱蔽密鑰和隱蔽載體(如果必要)作為通信的邊信息存在；信息檢測(cè)則認(rèn)為是一種假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ突仡櫋獜V義信息隱藏的研究理論研究16回顧—廣義信息隱藏的研究理論研究的熱潮（2000年以后）Costadirtypaper模型Cohen與Lapidoth模型Somekh-Baruck模型并行高斯信道模型等這些模型的共同點(diǎn)都是把信息隱藏類比于一個(gè)通信模型，其差別在于對(duì)攻擊行為及信道的描述或假設(shè)不同信息隱藏的容量被認(rèn)為是上述通信模型下最大可靠傳輸率。

回顧—廣義信息隱藏的研究理論研究的熱潮（2000年以后）17現(xiàn)狀研究的學(xué)者非常多，遍布：信息安全、密碼學(xué)、通信、軍事通信學(xué)、信號(hào)與信息處理、應(yīng)用數(shù)學(xué)、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字內(nèi)容、數(shù)字媒體設(shè)計(jì)等領(lǐng)域每年都有大量的論著在國(guó)內(nèi)外發(fā)表，有大量的科研成果產(chǎn)生，有眾多學(xué)術(shù)會(huì)議在世界各地召開，有許多專利被申請(qǐng)，有不少產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，有大批優(yōu)秀專才走出學(xué)校等等

問題：低水平重復(fù)多，重大突破少現(xiàn)狀研究的學(xué)者非常多，遍布：信息安全、密碼學(xué)、通信、軍事通信18主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想19目前的應(yīng)用熱點(diǎn)信息隱藏（隱蔽通信）信息隱寫分析（隱蔽通信的對(duì)立面）數(shù)字版權(quán)管理（數(shù)字水?。┠壳暗膽?yīng)用熱點(diǎn)信息隱藏（隱蔽通信）20主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想21關(guān)鍵突破點(diǎn)理論研究有待突破信息隱藏及各種攻擊的數(shù)學(xué)模型信息隱藏的容量分析算法的統(tǒng)一評(píng)價(jià)通用隱寫分析理論研究存在的問題理論研究結(jié)果與具體載體、具體算法設(shè)計(jì)之間存在比較大的鴻溝

無法充分驗(yàn)證理論模型的準(zhǔn)確性理論結(jié)果始終無法指導(dǎo)算法的設(shè)計(jì)怎樣的隱藏算法可以達(dá)到隱藏容量的理論上界？關(guān)鍵突破點(diǎn)理論研究有待突破22關(guān)鍵突破點(diǎn)成果應(yīng)用即將爆發(fā)數(shù)字水印已成為各種數(shù)字內(nèi)容的有效保護(hù)手段之一網(wǎng)絡(luò)游戲、數(shù)字動(dòng)漫、數(shù)字電視、數(shù)字電影等數(shù)字版權(quán)管理體系數(shù)字水印標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵突破點(diǎn)成果應(yīng)用即將爆發(fā)23關(guān)鍵突破點(diǎn)政策法規(guī)不能落后各國(guó)政府對(duì)密碼算法都有比較嚴(yán)格的管理規(guī)定但信息隱藏算法與數(shù)字水印算法的使用目前還沒有統(tǒng)一的規(guī)范關(guān)鍵突破點(diǎn)政策法規(guī)不能落后24主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想25本課程的目的介紹基本概念和基本方法提出可能的研究方向及突破點(diǎn)為研究工作打基礎(chǔ)培養(yǎng)獨(dú)立科學(xué)研究能力鍛煉論文寫作能力本課程的目的介紹基本概念和基本方法26本課程內(nèi)容信息隱藏原理數(shù)字水印原理信息隱藏算法信息隱藏攻擊（隱寫分析）數(shù)字水印算法數(shù)字水印攻擊圖象音頻視頻數(shù)據(jù)…圖象音頻視頻數(shù)據(jù)…算法攻擊和分析廣義隱藏隱藏理論研究基礎(chǔ)知識(shí)本課程內(nèi)容信息隱藏原理數(shù)字水印原理信息隱藏算法信息隱藏攻擊（27參考書與參考文獻(xiàn)《數(shù)字水印理論與技術(shù)》，楊義先，鈕心忻2006IEEE論文（IEEExplore）《InformationHidingTechniquesforSteganographyandDigitalWatermarking》,ArtechHouse,Inc.,2000《信息隱藏與數(shù)字水印》，鈕心忻，2004《信息偽裝技術(shù)——隱寫術(shù)與數(shù)字水印》，鈕心忻等譯，2001國(guó)內(nèi)期刊論文（中國(guó)期刊網(wǎng)）參考書與參考文獻(xiàn)《數(shù)字水印理論與技術(shù)》，楊義先，鈕心忻20028本課程的形式課堂講授少量課時(shí)作為研討班的形式本課程的形式課堂講授29考核期末考試及論文考核期末考試及論文30所需基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)學(xué)數(shù)字信號(hào)處理文獻(xiàn)檢索科學(xué)研究方法算法編程所需基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)學(xué)31課程提綱概論信息隱藏基本原理數(shù)字水印基本原理基礎(chǔ)知識(shí)信息隱藏與數(shù)字水印算法圖象信息隱藏與水印算法音頻信息隱藏與水印算法視頻信息隱藏與水印算法其他載體的信息隱藏與水印算法數(shù)字水印協(xié)議課程提綱概論32課程提綱信息隱藏理論研究信息隱寫分析基于LSB的隱寫與隱寫分析彩色圖象的隱寫與隱寫分析JPEG圖象的隱寫與隱寫分析基于視覺特性的隱寫與隱寫分析數(shù)字水印攻擊課程提綱信息隱藏理論研究33信息隱藏理論與技術(shù)鈕心忻北京郵電大學(xué)數(shù)字內(nèi)容研究中心北京郵電大學(xué)信息安全中心信息隱藏理論與技術(shù)鈕心忻340、前言0、前言35主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想36主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想37信息隱藏的思想利用以數(shù)字信號(hào)處理理論（圖像信號(hào)處理、音頻信號(hào)處理、視頻信號(hào)處理等）人類感知理論（視覺理論、聽覺理論）現(xiàn)代通信技術(shù)密碼技術(shù)等為代表的偽裝式信息隱藏方法來研究信息的保密和安全問題信息隱藏的思想利用以38基本思路守盡可能多地將信息隱藏在公開消息之中盡可能不讓對(duì)手發(fā)現(xiàn)任何破綻攻盡可能地發(fā)現(xiàn)和破壞對(duì)手利用信息隱藏技術(shù)隱藏在公開消息中的機(jī)密信息基本思路守39主要內(nèi)容廣義信息隱藏在某種載體中嵌入數(shù)據(jù)具體應(yīng)用：信息隱藏（隱寫）偽裝式隱蔽通信數(shù)字水印用于數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)（數(shù)字版權(quán)管理DRM）原理、正向、反向主要內(nèi)容廣義信息隱藏40可能嗎？利用人類感知系統(tǒng)的冗余利用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的冗余利用各種潛信道技術(shù)上是可行的可能嗎？利用人類感知系統(tǒng)的冗余41需要嗎？信息隱藏加密：對(duì)秘密信息本身進(jìn)行保護(hù)，但信息的傳遞過程是暴露的隱藏：掩蓋秘密信息存在的事實(shí)將密碼學(xué)與信息隱藏相結(jié)合，就可以同時(shí)保證信息本身的安全和信息傳遞過程的安全現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)——信息戰(zhàn)尤其是國(guó)家安全部門需要研究偽裝式信息安全的攻與防需要嗎？信息隱藏42需要嗎？數(shù)字水印數(shù)字產(chǎn)品的無失真復(fù)制的特點(diǎn)，造成版權(quán)保護(hù)和管理方面的漏洞需要嗎？數(shù)字水印43主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想44信息隱藏的研究狀況1992年國(guó)際上正式提出信息隱形性研究1996年國(guó)際第一屆信息隱藏研討會(huì)1998、1999、、、信息隱藏研討會(huì)各種大型國(guó)際會(huì)議中都有信息隱藏和數(shù)字水印的專題國(guó)內(nèi)信息隱藏研討會(huì)每年召開（1999年開始）信息隱藏的研究狀況1992年國(guó)際上正式提出信息隱形性研究45歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)字水印與信息隱寫統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、會(huì)議論文歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)字水印與信息隱寫統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、46歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)信息隱寫與隱寫分析統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、會(huì)議論文歷年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)信息隱寫與隱寫分析統(tǒng)計(jì)源：IEEE、IEE期刊、47回顧—廣義信息隱藏的研究廣義信息隱藏：信息隱藏與數(shù)字水印由淺入深、由應(yīng)用推動(dòng)理論算法研究LSB算法，各種變換域算法載體圖像、音頻、視頻、文本、各種數(shù)據(jù)載體等特性魯棒性、脆弱性、半脆弱性回顧—廣義信息隱藏的研究廣義信息隱藏：信息隱藏與數(shù)字水印48回顧—廣義信息隱藏的研究理論研究很多基礎(chǔ)問題制約了該領(lǐng)域的深入發(fā)展如：信息隱藏模型、容量、透明度的衡量、對(duì)載體影響的衡量等理論研究的熱潮（2000年以后）Moulin等人提出基于信息論的信息隱藏理論框架認(rèn)為隱藏過程相當(dāng)于隱蔽信息的通信過程，用通信模型表示信息隱藏，隱蔽信息作為通信輸入，隱蔽載體作為信道，攻擊行為也描述為信道，隱蔽密鑰和隱蔽載體(如果必要)作為通信的邊信息存在；信息檢測(cè)則認(rèn)為是一種假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ突仡櫋獜V義信息隱藏的研究理論研究49回顧—廣義信息隱藏的研究理論研究的熱潮（2000年以后）Costadirtypaper模型Cohen與Lapidoth模型Somekh-Baruck模型并行高斯信道模型等這些模型的共同點(diǎn)都是把信息隱藏類比于一個(gè)通信模型，其差別在于對(duì)攻擊行為及信道的描述或假設(shè)不同信息隱藏的容量被認(rèn)為是上述通信模型下最大可靠傳輸率。

回顧—廣義信息隱藏的研究理論研究的熱潮（2000年以后）50現(xiàn)狀研究的學(xué)者非常多，遍布：信息安全、密碼學(xué)、通信、軍事通信學(xué)、信號(hào)與信息處理、應(yīng)用數(shù)學(xué)、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字內(nèi)容、數(shù)字媒體設(shè)計(jì)等領(lǐng)域每年都有大量的論著在國(guó)內(nèi)外發(fā)表，有大量的科研成果產(chǎn)生，有眾多學(xué)術(shù)會(huì)議在世界各地召開，有許多專利被申請(qǐng)，有不少產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，有大批優(yōu)秀專才走出學(xué)校等等

問題：低水平重復(fù)多，重大突破少現(xiàn)狀研究的學(xué)者非常多，遍布：信息安全、密碼學(xué)、通信、軍事通信51主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想52目前的應(yīng)用熱點(diǎn)信息隱藏（隱蔽通信）信息隱寫分析（隱蔽通信的對(duì)立面）數(shù)字版權(quán)管理（數(shù)字水印）目前的應(yīng)用熱點(diǎn)信息隱藏（隱蔽通信）53主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想54關(guān)鍵突破點(diǎn)理論研究有待突破信息隱藏及各種攻擊的數(shù)學(xué)模型信息隱藏的容量分析算法的統(tǒng)一評(píng)價(jià)通用隱寫分析理論研究存在的問題理論研究結(jié)果與具體載體、具體算法設(shè)計(jì)之間存在比較大的鴻溝

無法充分驗(yàn)證理論模型的準(zhǔn)確性理論結(jié)果始終無法指導(dǎo)算法的設(shè)計(jì)怎樣的隱藏算法可以達(dá)到隱藏容量的理論上界？關(guān)鍵突破點(diǎn)理論研究有待突破55關(guān)鍵突破點(diǎn)成果應(yīng)用即將爆發(fā)數(shù)字水印已成為各種數(shù)字內(nèi)容的有效保護(hù)手段之一網(wǎng)絡(luò)游戲、數(shù)字動(dòng)漫、數(shù)字電視、數(shù)字電影等數(shù)字版權(quán)管理體系數(shù)字水印標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵突破點(diǎn)成果應(yīng)用即將爆發(fā)56關(guān)鍵突破點(diǎn)政策法規(guī)不能落后各國(guó)政府對(duì)密碼算法都有比較嚴(yán)格的管理規(guī)定但信息隱藏算法與數(shù)字水印算法的使用目前還沒有統(tǒng)一的規(guī)范關(guān)鍵突破點(diǎn)政策法規(guī)不能落后57主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想該領(lǐng)域的發(fā)展歷程目前的應(yīng)用熱點(diǎn)該領(lǐng)域的關(guān)鍵突破點(diǎn)本課程的目的、內(nèi)容、形式、考核主要內(nèi)容該領(lǐng)域的思想58本課程的目的介紹基本概念和基本方法提出可能的研究方向及突破點(diǎn)為研究工作打基礎(chǔ)培養(yǎng)獨(dú)立科學(xué)研究能力鍛煉論文寫作能力本課程的目的介紹基本概念和基本方法59本課程內(nèi)容信息隱藏原理數(shù)字水印原理信息隱藏算法信息隱藏攻擊（隱寫分析）數(shù)字水印算法數(shù)字水印攻擊