信息隐藏技术与应用

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1、信息隐藏技术与应用江南大学孙子文7/15/2021信息隐藏学时分配（36学时）第1章2学时第2章6学时第3章6学时第4章4学时第5章4学时第6章4学时第7章2学时第8章2学时第9章2学时第10章2学时以上为34学时复习2学时7/15/2021第一章信息隐藏技术概论1.1信息隐藏的概念、分类及特点1.1.1什么是信隐藏1.1.2信息隐藏的分类1.1.3信息隐藏技术特点1.2信息隐藏模型1.3信息隐藏的算法1.4信息隐藏技术的发展1.5信息隐藏技术的应用领域7/15/20211.1信息隐藏的概念、分类及特点1.1

2、.1什么是信息隐藏信息隐藏是把一个有意义的信息隐藏在另一个称为载体(Cover)的信息中得到隐蔽载体(StegoCover)S.如图1.1所示，非法者不知道这个普通信息中是否隐藏了其它的信息，而且即使知道也难以提取或去除隐藏的信息。所用的载体可以是文字、图象、声音及视频等。为增加攻击的难度，也可以把加密与信息隐藏技术结合起来，即先对消息M加密得到密文消息M’，再把M’隐藏到载体C中。这样攻击者要想获得消息，就首先要检测到消息的存在，并知道如何从隐蔽的载体S中提取M’及如何对M’解密以恢复消息M.7/15/20

3、217/15/20211.1.2信息隐藏的分类按载体类型分类：包括基于文本，图像，声音和视频的信息隐藏技术。按密钥分类：若嵌入和提取采用相同密钥，则称其为对称隐藏算法，否则称为公钥隐藏算法。按嵌入域分类：主要可分为空域（或时域）方法及变换域方法。按提取的要求分类：若在提取隐藏信息时不需要利用原始载体C，则称为盲隐藏；否则称为非盲隐藏。7/15/2021按保护对象分类主要可分为隐写术和水印技术。隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送消息，因此它的主要要求是不被检测到和大容量等。数字水印是指嵌在数字产品中

4、的数字信号，可以是图像，文字，符号，数字等一切可以作为标识和标记的信息，其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹（追踪发布多份拷贝）和完整性保护等。数据隐藏和数据嵌入：指纹和标签：7/15/20217/15/20211.1.3信息隐藏技术特点透明性：(robustness)指不因图象文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力。这里所谓"改动"包括传输过程中的信道噪音、滤波操作、重采样、有损编码压缩、D/A或A/D转换等鲁棒性：（invisibility)利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，经过一系列隐藏处理，使目标

5、数据没有明显的降质现象，而隐藏的数据却无法人为地看见或听见不可检测性:(undetectability)指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性。如具有一致的统计噪声分布等，以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息。7/15/2021安全性：(security)指隐藏算法有较强的抗攻击能力，即它必须能够承受一定程度的人为攻击，而使隐藏信息不会被破坏。自恢复性：由于经过一些操作或变换后，可能会使原图产生较大的破坏，如果只从留下的片段数据，仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程不需要宿主信号，这就是所谓的自恢复性。对称性：信息的

6、隐藏和提取过程具有对称性，包括编码、加密方式，以减少存取难度。可纠错性：通常采取纠错编码方法7/15/20211.2信息隐藏模型秘密信息(secretmessage)：待隐藏的信息，它可以是版权信息或秘密数据，也可以是一个序列号；载体信息(covermessage)：公开信息，如视频、音频片段。信息隐藏过程：一般由密钥(Key)来控制，即通过嵌入算法(Embeddingalgorithm)将秘密信息隐藏于公开信息中，而隐蔽载体(隐藏有秘密信息的公开信息)则通过信道(Communicationchannel)传

7、递，然后检测器(Detector)利用密钥从隐蔽载体中恢复/检测出秘密信息。信息隐藏技术主要由下述两部分组成:(1)信息嵌入算法，它利用密钥来实现秘密信息的隐藏。(2)隐蔽信息检测/提取算法(检测器)，它利用密钥从隐蔽载体中检测/恢复出秘密信息。在密钥未知的前提下，第三者很难从隐秘载体中得到或删除，甚至发现秘密信息7/15/2021信息隐藏技术主要由下述两部分组成(1)信息嵌入算法，它利用密钥来实现秘密信息的隐藏。(2)隐蔽信息检测/提取算法(检测器)，它利用密钥从隐蔽载体中检测/恢复出秘密信息。在密钥未知的

8、前提下，第三者很难从隐秘载体中得到或删除，甚至发现秘密信息7/15/20211.2信息隐藏模型7/15/20211.3信息隐藏的算法空域算法：LSB算法该类算法中典型的算法是将信息嵌入到随机选择的图像点中最不重要的像素位(LSB)上，这可保证嵌入的水印是不可见的。优点：LSB算法的主要优点是可以实现高容量和较好的不可见性，缺点：但是该算法的鲁棒性差，容易被第三方发现和得到，遭到破坏，对图像的各种操作