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1、第3期高宝建等:基于线性分组码标准阵列的数据分组隐藏方法·99·基于线性分组码标准阵列的数据分组隐藏方法高宝建,王薇,汪俊(西北大学信息科学与技术学院,陕西西安710069)摘要:提出一种新的数据分组隐藏方法。该方法利用线性分组码(n,k,d)陪集首和伴随式的关系将(n−k)bit数据嵌入到nbit宿主信息中,以该码的一致校验矩阵H作为数据嵌入和提取的密钥,通过计算伴随式实现机密信息的盲提取。分析结果表明利用任何(n,k,d)线性分组码均可构成相应的数据分组隐藏方案,其中基于最佳线性分组码的分组数
2、据隐藏方法的性能最好,且优于逐位数据嵌入的传统方法。关键词:信息隐藏;隐写术;线性分组码;标准阵列中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1000-436X(2009)03-0093-06BlockdatahidingbasedonthestandardarrayoflinearblockcodesGAOBao-jian,WANGWei,WANGJun(CollegeofInformationScienceandTechnology,NorthwestUniversityofChina,Xi
3、’an710069,China)Abstract:Anovelmethodofblockdatahidingwasproposed,inwhich(n−k)bitsdatawereembeddedinthehostdataofnbitsaccordingtotherelationshipbetweencosetleadersandsyndromeof(n,k,d)linearblockcodes,theparity-checkmatrixHofthecodewasusedasthekeytoemb
4、edandextractdata,andblindlyextractthesecretdatabeingrealizedthroughthecomputationofsyndrome.Theresultsshowthatany(n,k,d)linearblockcodecanmakeupacorrespondingdata-hidingscheme.Thebestoftheschemesistheonebasedonprimelinearblockcodesanditsperformanceisb
5、etterthantraditionalmethodofdataembeddingbitbybit.Keywords:informationhiding;steganography;linearblockcodes;standardarray第3期高宝建等:基于线性分组码标准阵列的数据分组隐藏方法·99·1引言收稿日期:2007-10-16;修回日期:2008-12-10目前信息隐藏技术得到了广泛的研究,提出了很多将信息隐藏于视频、音频及图像的方法[1~6]。这些方法一般都采用机密信息替换宿主信息
6、或者依据机密信息的变化对宿主信息进行某种调制,实现机密信息的嵌入,且嵌入方法大都属于逐位嵌入,每嵌入1bit信息都可能会引起宿主信息的改变,但是信息隐藏技术追求的重要目标之一是改变尽可能少的宿主信息、嵌入尽可能多的机密信息,这样不仅可以提高机密信息的嵌入容量,还可以减小宿主信息的失真,提高机密信息的安全性,所以有必要研究效率更高的信息隐藏方法。文献[7,8]在这方面做了卓有成效的工作,分别提出了最多改变nbit宿主信息中的2bit,可嵌入bit机密信息的方法和最多改变nbit宿主信息中的1bit,
7、可嵌入bit机密信息的方法,大大提高了隐藏信息的有效性和隐密性。详细分析这2种方法,容易发现文献[7]采用的矩阵其实是汉明码的一致校验矩阵,而文献[8]采用的重量矩阵是扩展汉明码一致校验矩阵的变形,可见这2第3期高宝建等:基于线性分组码标准阵列的数据分组隐藏方法·99·种方法都和线性分组码的代数结构有关,但都不具备一般性,且信息隐藏容量都不是很高。本文通过将nbit的宿主信息看作某个(n,k,d)线性分组码标准阵列中的一个n维矢量,利用标准阵列中陪集首和伴随式的关系,提出一种新的具有一般性的信息隐
8、藏方法,并对该方法进行了理论分析和仿真验证。2信息隐藏及提取原理2.1线性分组码的标准阵列及性质[9]令C是(n,k,d)二进制线性分组码,v1,v2,…,v2k是C的码矢。利用C对GF(2)上2n个n重进行陪集分解,可得一个2n-k´2k的矩阵,这个矩阵称为给定线性码C的标准阵。标准阵中包含了GF(2)上所有的n重。每一行元素组成的集合称为陪集,每一行的第一个元素称为陪集首,陪集首是该行汉明重量最小的元素,不失一般性,可设0=w(e1)