第6章信息隱藏技術(shù)NetworkandInformationSecurity第6章信息隱藏技術(shù)

6.1信息隱藏技術(shù)概述6.1.1信息隱藏產(chǎn)生背景采用傳統(tǒng)密碼學(xué)理論開發(fā)出來的加解密系統(tǒng)，不管是對稱密鑰系統(tǒng)（如DES）還是公開密鑰系統(tǒng)容易引起攻擊者的注意，由此帶來被破解的可能。除此之外，攻擊者還可以在破譯失敗的情況下將信息破壞，使得合法的接收者也無法接收信息。采用加密技術(shù)的另一個潛在缺點是，隨著硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，以及基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的具有并行計算能力的破解技術(shù)的日益成熟，傳統(tǒng)的加密算法的安全性受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。如何防止知識產(chǎn)品被非法復(fù)制及傳播，是目前急需解決的問題。信息隱藏的首要目標(biāo)是隱藏性好，也就是使加入隱藏信息后的媒體的質(zhì)量降低盡可能小，使人無法看到或聽到隱藏的數(shù)據(jù)，達到令人難以察覺的目的。信息隱藏技術(shù)和傳統(tǒng)密碼技術(shù)的區(qū)別在于:密碼僅僅隱藏了信息的內(nèi)容，而信息隱藏不但隱藏了信息的內(nèi)容而且隱藏了信息的存在。信息隱藏技術(shù)提供了一種有別于加密的安全模式。NetworkandInformationSecurity6.1.2信息隱藏基本原理信息隱藏技術(shù)主要由下述兩部分組成：1．信息嵌入算法（編碼器），它利用密鑰來實現(xiàn)秘密信息的隱藏。2．隱蔽信息檢測/提取算法（檢測器），它利用密鑰從隱蔽宿主中檢測/恢復(fù)出秘密信息。在密鑰未知的前提下，第三者很難從隱蔽宿主中得到或刪除，甚至發(fā)現(xiàn)秘密信息。圖6-1信息隱藏系統(tǒng)模型NetworkandInformationSecurity6.1.3信息隱藏系統(tǒng)的特征

信息隱藏系統(tǒng)的特征主要有：1．魯棒性（Robustness）2．不可檢測性(Undetectability)3．透明性(Invisibility)4．安全性（Security）5．自恢復(fù)性（Self-recovery）6．可糾錯性（Corrective）NetworkandInformationSecurity6.1.4信息隱藏技術(shù)的主要分支與應(yīng)用廣義的信息隱藏技術(shù)分類NetworkandInformationSecurity6.2.1數(shù)字水印系統(tǒng)的基本框架NetworkandInformationSecurity6.2.2數(shù)字水印的主要特征

1不可見性（透明性）。2健壯性。3確定性。4安全性。5數(shù)據(jù)容量。6計算復(fù)雜度。其中，不可見性和健壯性是數(shù)字水印最基本的要求，又是相互矛盾的因素。如何在不可見性與健壯性之間取得平衡是數(shù)字水印研究的重點內(nèi)容之一。NetworkandInformationSecurity6.2.3數(shù)字水印分類

1可見水印和不可見水印2脆弱水印、半脆弱水印和健壯水印3時/空域數(shù)字水印和頻域數(shù)字水印4非盲水印和盲水印5私有水?。孛芩。┖凸_水印6對稱水印和非對稱水印另外，我們還可以按照數(shù)字水印的內(nèi)容將其分為有意義水印和無意義水??；按水印所依附的載體分為圖像水印、音頻水印、視頻水印和文本水印等。NetworkandInformationSecurity6.2.4數(shù)字水印原理

1水印信息嵌入從圖像處理的角度看，嵌入水印可以視為在強背景（原圖像）下疊加一個弱信號（水?。Ｓ捎谌说囊曈X系統(tǒng)（HVS）分辨率受到一定的限制，只要疊加信號的幅度低于HVS的對比度門限，人眼就無法感覺到信號的存在。2水印信息檢測水印的檢測可看成一個有噪信道中弱信號的檢測問題，它一般包含水印提取和水印的判定兩個部分。NetworkandInformationSecurity6.鋒2.槽5數(shù)字則圖像叛水印蛾的典恒型算賣法1時空聾域算犬法(1壇)最低俯有效譯位方日法(L現(xiàn)SB逢)(2封)P謎at竭ch局wo面rk方法鼠及紋遣理塊之映射候編碼哥方法(3朱)文本還微調(diào)扇法2變換月域算攝法（1）DF堅T域水賺印算救法(2腔)射DC器T域水部印算棵法（3）DW焦T域水泉印算叮法3壓縮熱域算棗法Ne巾tw銜or源k本an合d逼In任fo憲rm團at黨io封n縱Se情cu赴ri烘ty6.戰(zhàn)2.憐6數(shù)字悲水印把的攻卡擊類揚型及蟻對策若要箱把數(shù)敬字水純印技錄術(shù)真師正地船應(yīng)用纖到實標(biāo)際的奪版權(quán)寨保護寫、內(nèi)片容認(rèn)萌證等狂領(lǐng)域?qū)?，必所須考買慮的醒一個拖重要并問題快是系敢統(tǒng)可區(qū)能受殘到的倒各種獵攻擊鳥。不同剪的應(yīng)鉗用場庭合有蒜不同莖的抗雀攻擊谷能力廉要求閘?？构ザ鄵裟芷柿κ歉蓴?shù)字美水印握系統(tǒng)澇評測曲最重舌要的嘆性能帳指標(biāo)大，系圓統(tǒng)地飼了解駕攻擊銀的種餃類及另抗攻模擊策控略對瞧于幫態(tài)助人話們設(shè)吸計出分更好倚的水射印方旋案是拒十分皂必要底的。Ne歪t(yī)w對or起k援a(chǎn)n駛d衛(wèi)In座fo傘rm常at證io組n廣Se閑cu議ri即tyNe釘tw采or根k雅an賓d胃In此fo腦rm猾at原io詳n院Se幟cu停ri餡ty6.存2.緣瑞7數(shù)字猴水印揚的評演價標(biāo)決準(zhǔn)1、可男見性章評價(1手)基于欣像素握的度歌量方店法(2琴)可見擱性質(zhì)雹量變引量(3綿)主觀示性質(zhì)轎量度任量方拆法2、健倘壯性河評價水印砌的健迎壯性亮主要濫與嵌克入信搏息的艱數(shù)量出、水山印嵌買入強氧度、鑒圖像裙的尺浴寸和坡特性殿有關(guān)勁。對同級一種斯水印僚方法疫而言膏，嵌襖入的描信息豈越多判，水邊印的興健壯膠性越鑰差；姿增加獲水印領(lǐng)嵌入辰強度級將會棚增加蜻水印計的健炕壯性倆，但峰相應(yīng)甩地會川增加暫水印澤的可才見性素。Ne建tw罵or繩k鐘an據(jù)d衫In針fo簡rm貸at類io器n嫂Se期cu順ri孟ty6.春2.妖8數(shù)字盤水印洋的主庫要應(yīng)宣用領(lǐng)繡域1．版震權(quán)保矛護版權(quán)械保護址即數(shù)笛字作猾品的暴所有覺者可嫌用密飾鑰產(chǎn)山生一亂個水晚印，然并將往其嵌盆入原知始數(shù)住據(jù)，困然后插公開廢發(fā)布默他的痕水印樣版本絕作品傲。當(dāng)貧該作赴品被駝盜版對或出糕現(xiàn)版籃權(quán)糾第紛時袍，所禽有者原即可桌從盜輸版作務(wù)品或塞水印分版作惠品中涉獲取年水印撐信號蒸作為掌依據(jù)勺，從偷而保倒護所李有者故的權(quán)吉益。2．加碧指紋指紋盡是指疑一個面客體窩所具停有的貨、能岔把自稈己和棕其他它相似團客體還區(qū)分甲開的丑特征違。它捏有許衛(wèi)多應(yīng)鄉(xiāng)豐用，岔包括拘數(shù)字郊產(chǎn)品盜的版肢權(quán)保增護。塘數(shù)字漸指紋稅雖然屬不能舉抵抗宴篡改沉，不研能防披止用滿戶拷裁貝數(shù)蹦據(jù)，泉但是浴它能梁使數(shù)挽據(jù)所鉛有者副追蹤億非法字散布替數(shù)據(jù)拳的授叢權(quán)用枯戶。襲為避新免未估經(jīng)授卷權(quán)的乞拷貝站制作響和發(fā)柱行，祝出品彎人可擦以將鏡不同絞用戶刷的ID或序虹列號率作為池不同宴的水傍?。阒讣y敢）嵌邁入到敢作品漿的合核法拷外貝中潤。一糧旦發(fā)某現(xiàn)未鋒經(jīng)授纏權(quán)的授拷貝自，就括可以緣瑞根據(jù)胖此拷剛貝所纖恢復(fù)笨出的粗指紋級來確膠定它座的來鄭源。3．標(biāo)肚題與嬸注釋標(biāo)題早與注邀釋是擇將作爆品的見標(biāo)題冤、注沒釋等殿內(nèi)容公（如翅，一召幅照拼片的掉拍攝立時間工和地孫點等守）以申水印抱形式猴嵌入獵該作皮品中選，這膊種隱頑式注偽釋不滾需要款額外煎的帶誘寬，康且不哲易丟鄙失。4．篡支改提靠示當(dāng)數(shù)錯字作鵲品被獅用于水法庭銜、醫(yī)抹學(xué)、服新聞萬及商增業(yè)時免，常隆需確完定它丙們的帖內(nèi)容績是否興被修硬改、此偽造舟或特變殊處城理過隔。為鏈實現(xiàn)扔該目攔的，奇通常鋪可將承原始堵圖像兆分成迎多個栗獨立倉塊，鑼再將墊每個愧塊加汪入不遞同的兆水印萬。同借時可擦通過占檢測勒每個梅數(shù)據(jù)廟塊中嘆的水控印信味號，睜來確杏定作伸品的遇完整咬性。蠢與其日他水方印不拾同的崖是，徑這類獅水印僻必須攔是脆葵弱的躁，并朵且檢里測水宅印信榴號時弊，不滾需要劃原始薄數(shù)據(jù)華。5．使慰用控桂制這種芽應(yīng)用儲的一膝個典明型例燦子是DV趨D防拷狀貝系唇統(tǒng)，垂即將或水印穿加入DV辟D數(shù)據(jù)希中，宿這樣DV戶D播放惜機即像可通造過檢信測DV繳D數(shù)據(jù)舉中的子水印巷信息誓來判訓(xùn)斷其桂合法店性和兔可拷就貝性蜂，從奶而保崗護制榴造商世的商爽業(yè)利僻益。Ne異tw始o(jì)r源k渾an愈d住In但fo汪rm壓at末io碌n累Se法cu墊ri壤ty6.將3案例粉：基饅于混泥沌的殃小波分域數(shù)衰字水末印本節(jié)罩介紹錄基于盟混沌半的小筒波域燙數(shù)字偽水印鴨算法崖，首均先對摸有意姻義的鉛水印帳信息俘進行螞混沌旁加密荒，使摟其成浙為加扶密水鍛印信駱息—密印藍；其次吸選擇銜中高標(biāo)頻區(qū)紗域作尼為水約印嵌劃入域保，嵌反入密挪??；仿真確實驗獨結(jié)果騰表明析即使裂圖像德經(jīng)過臭比較釣嚴(yán)重傍（甚切至不票具有豬一定憂的商拋用價胞值）制的失唯真，桶這種喪算法炮提取娛的水序印仍乖然比水較清柳晰。Ne酬tw也or啞k匆an視d徒In假fo勁rm端at躺io鹽n綠Se適cu旺ri俯ty6.縮慧3.償1小波鄰變換小波擾變換護理論槳是近本年來火興起拋的新期的數(shù)王學(xué)分豈支，盟這一釀創(chuàng)新厘性的焰概念早是由攝法國暖工程梯師J.跌Mo償rl午et在19距84年首惱先提緒出的盼，當(dāng)岔時并盈未得賊到數(shù)竿學(xué)專權(quán)家的確認(rèn)可惱。19免89年，Ma敗ll曉at將計奇算機學(xué)視覺混領(lǐng)域汁內(nèi)的乖多尺揮度分胳析的誘思想敏引入標(biāo)到小貍波分姨析中鄙，從瘋而成離功的吳統(tǒng)一蘋了在映此之蓬前的St震ro菠mb責(zé)er矩g、Me抓ye煙r、Le碧ma匹ri哈e和Ba趣tt永le提出個的具川體正弓交小把波基鉛的構(gòu)蔑造，蠅并研貸究了圈小波鬧變換祥的離語散化置情形恰。在列正交哥小波胞基構(gòu)輝造的闖框架傾下，燭他給盡出了螺信號異和圖笨像分倉解為蜓不同森頻率牌信號匹的算慣法及猜信號需的重憐構(gòu)算汁法，融這就探是著御名的Ma材ll陶at算法滔。至疊此，范小波湯變換壺理論烘已逐鼻漸被曉大家奪認(rèn)識撒。Ne嶼tw壞or瓦k偵an怕d徹In悅fo紗rm軌at池io黎n醫(yī)Se斧cu犯ri腳ty6.綢3.閱2圖像蓋的小僑波分慨解與堪重構(gòu)圖6-誕7二維徐小波泡分解楚與重脆構(gòu)Ne亮tw姐or沸k發(fā)an誕d洽In嚴(yán)fo瓜rm絹at滲io瞎n膝Se炒cu肉ri斜ty圖6-末8二維茂信號賭小波腦分解版原理信圖Ne蒸tw恭or掏k叢an塞d詳In耍fo耕rm曾at仙io音n血Se竊cu道ri婆ty6.橡3.水3水印標(biāo)信息恒預(yù)處殃理1混沌鄙序列鴨的產(chǎn)噴生采用Lo啞gi國st顏ic映射怎作為吉密鑰晝流發(fā)癢生器鼓：Ne智tw提or號k喜an悔d醒In慰fo危rm恐at齡io禍n化Se梅cu瞞ri蛙ty2水印歸加密衣過程Ne燦tw術(shù)or火k件an才d群In余fo漿rm宣at集io動n細Se臉cu底ri憤ty3仿真喪結(jié)果沫分析Ne粱tw衣or嫂k絡(luò)an講d討In將fo像rm屈at丘io損n揭Se各cu呈ri爸tyNe矛tw天or盼k慕an攏d餃In宿fo報rm可at測io恐n聰Se乞cu因ri斧ty6.孩3.甘4水印堵嵌入猛和提傷取模奴型1水印檢嵌入階模型圖6-緩12水印專嵌入泛模型Ne尿tw印or秒k敞an由d碌In遷fo歌rm女a(chǎn)t裙io我n驢Se蟲cu掏ri休ty2水印稅提取卷模型圖6-皂13水印券提取刑模型Ne根tw召or棒k血an稱d與In哈fo陰rm細at刑io古n風(fēng)Se喬cu劃ri階tyNe音tw足or資k慰an露d塘In乓fo漆rm羞at收io仗n赴Se經(jīng)cu濕ri消tyNe才tw綢or坊k味an態(tài)d模In柔fo爛rm成at然io份n攀Se砍cu漸ri歲tyNe言tw盟or途k黎an清d鉤In扇fo桐rm早at妻io茄n慨Se融cu音ri殊tyNe喘tw者or匪k尺an晃d繭In疲fo單rm攜at婚io堵n繡Se際cu妖ri悶ty6.診3.刃6仿真真結(jié)果驅(qū)與分筆析Ne胖tw痛or擔(dān)k豆an遵d齊In束fo握rm慈at針io檔n沃Se呈cu揉ri早tyNe暈tw斬or洞k第an因d禍In撫fo驢rm拉at先io幸n班Se透cu毫ri肚ty3、抗糾壓縮昂性能哄測試Ne燃tw谷or庫k繳an潮d幻玉In誰fo妙rm瞇at概io志n敢Se頸cu摧ri五ty4、抗想剪切器攻擊辭測試Ne伯tw領(lǐng)or需k諒an乞d巷In片fo澆rm鐘at狹io專n叨Se村cu累ri態(tài)ty小結(jié)本章疾介紹扯了信壘息隱嶺藏技食術(shù)，革應(yīng)該款說這春是一束個相雙當(dāng)開邊放的鑄研究化領(lǐng)域寒，不沈同背構(gòu)景的