[汇总]3数字水印攻击实验

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1、计算机科学与工程学院学生实验报告学号专业机与算了术计科技班级姓名课程名称信息安全实验课程类型专业限选实验实验名称数字水印攻击一、实验目的LSB/DCT图像数字水印算法嵌入LSB/DCT图像数字水印算法提取数字水印攻击二、实验环境介绍1SES客户端注：请将信息隐藏测试载体放在指定目录下：C:ISES三、实验原理一、数字水印技术(-)数字水印概述数字水印技术是指在数字化的数据内容中嵌入不明显的记号。被欧入的记号通常是不可见或不可察觉的，但是通过一些计算操作可以被检测或被捉取。水印与原数据(如图像、音频、视频数据)紧密结合并隐藏其中，成为

2、不可分离的一部分。所有嵌入水印的方法都包含•两个基木的构造模块：水印嵌入系统和水印恢复系统。(1)水印嵌入系统的输入为：水印、载体数据和一个可选的公钥或私钥。水印可以是任何形式的数据，比如数值、文本、图像等。密钥可用來加强安全性，以避免未授权方恢复和修改水印。当水印与私钥或公钥结合吋，嵌入水印的技术通常分别称为秘密水印技术和公开水印技术。水印系统的输出称为加入了水印的数据。水印嵌入方案如图4.1.8-1所示。水印W戟体数据I►水印嵌入算法►加密后的数据r公担砂K图4.1.8-1数字水印嵌入方案(2)水印恢复系统的输入为：已经嵌入水印的

3、数据、私钥或公钥、原始数据或原始水印(取决于添加水印的方法)，输出的是水印W,或者某种叮信度的值，它表明了所考查数据屮存在给定水印的可能性。水印恢复方案如图4.1.8_2所不o原始水印W或顏始城In测试数据►水印检测算法水印或可信度测壘I)公钥朋钥K图4.1.8-2数字水印恢复方案(二)常用实现方法目前提岀的数字水印嵌入方法基木分为两类：基于空间域和基于变换域的方法。(1)空间域数字水印是直接在声音、图像或视频等信号空间上叠加水印信息。本实验中的最低有效位算法(LSB)就是比较常用的一种技术。LSB算法是最早提出的一种典型的空间域信息

4、隐藏方法。它具体的实现方法在之前的LSB图像信息隐藏实验屮曾经做过介绍，在此就不再累述。(2)变换域数字水印是指在DCT变换域、时/频变换域(DFT)或小波变换域(DWT)±隐藏水印。其中，DCT变换域数字水印算法是在图像的DT变换域上选择屮低频系数叠加水卬信息，因为人眼的感觉主要集屮在这一频段。由于JPEG、MPEG等压缩算法的核心是在DCT变换域上进行数据量化，所以通过巧妙的融合水印过程和量化过程，就可以使水印抵御冇效压损。二、水印攻击(一)攻击方法分类对含水印图像的常见攻击方法分为有意攻击和无意攻击两大类•水印必须对一些无意的攻

5、击具有鲁棒性，也就是对那些能保持感官和似性的数字处理操作具备鲁棒性，常见的操作有：剪切、亮度和对比度的修改、增强、模糊和其它滤波算法、放大、缩小和旋转、有损压缩、在图像中加噪声；通常假定在检测水印吋不能获得原始产品。下面是有意攻击的一些分类：(1)伪造水印的抽取(2)伪造的肯定检测(3)统计学上的水印抽取(4)多重水卬(―)实际应用中的典型攻击方式实际应用中4种典型的攻击方式如下：(1)鲁棒性攻击：在不损害图像使用价值的前提下减弱、移去和破坏水印，也就是各种信号处理操作，还有一种可能性是而向算法分析的。(2)表示攻击：这种攻击并不一定

6、要移去水印，它的目标是对数据作一定的操作和处理，使得检测器不能检测到水印的存在。(3)解释攻击：这种攻击在而对检测到的水印数据时，试图捏造出种种解释来证明其无效。(4)法律攻击：得益于关于版权及数字信息所有权的法律的漏洞和不健全，据此应健全相关法律条例和公证制度，把数字水印作为电子证据应用于版权的仲裁，其中涉及计算机取证和纳证。四、实验步羽一、LSB算法(一)水印欧入(1)选择水印嵌入强度，水印嵌入的强度分别有高、屮、低，分别代表：“高”:水印依次嵌入到LSB系数的高频区；“屮”：水印依次嵌入到LSB系数的屮频区；“低”:水印依次嵌入

7、到LSB系数的低频区。(2)选择载体图片。(3)选择要隐藏的水印文件。(4)输入密码，以便Z后可以提取图片。⑸点击“生成”按钮，生成包含水印的图片。(6)点击“确定”按钮，弹岀嵌入水印前后载体图片对比窗口。注意：记录嵌入水印后图像路径。窗口无法完全显示，请最大化后记录。(-)水印提取(1)点击“浏览”按钮，选择需要提取水卬信息的图像文件。(2)点击“浏览”按钮，选择提取后的水卬文件存放路径。(3)输入密码。(4)点击“提取信息”按钮。(5)点击“确定”按钮，弹出原始水印与提取水印对比窗口。需注意的是，只冇当水印文件为后缀是".txt"

8、和“・bmp”时对比效果最好。(6)在该窗口可比较原始水卬与提取的水卬视觉上的差异，还给出原始水印与提取水卬相似度的客观评价指标一一归一化相关系数，并且将提取的水印进行保存。注意：NC20.5较合适，值越大表明原始水印和