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1、隐写分析开题报告参加实验的同学周顿PB09210269张迅PB09210272张洋PB09210083实验意义随着数字多媒体技术和网络技术的不断发展，保障信息安全变得越来越重要，信息隐藏是保护多媒体信息安全的一种新兴技术。隐写是将消息嵌入到多媒体数据中（例如图像、音频、视频、文本等）进行隐蔽传输的技术。隐写术可能会被会被不法分子用于策划非法活动。因此，需要开展隐写分析方面的研究。实验目的本实验课题的目的是：了解“加密+隐写”的通信流程；探索并实现隐写分析的三个步骤。实验数据是一组图像，其中只有部分图像包含秘密信息（称为载密图像）。任务一：判断哪些图像是载密图像。
2、任务二：从载密图像中提取秘密信息。任务三：破译秘密信息获得明文。实验思路生成载密图像使用流密码对消息加密，然后使用序贯LSB替换方法将消息嵌入载体图像，生成载密图像。实验思路判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。LSB替换隐写在图像中嵌入秘密信息时,只对图像像素灰度值的最低位进行操作,即若秘密信息位与灰度值最低位不同时,改变灰度值的最后一位,2m变为2m+1或2m+1变为2m,不会是2m变为2m-1或2m+1变为2m+2,反映到相邻像素对上,只会在(2m,2n),(2m+1,2n),(2m,2n+1)以及(2m+1,2
3、n+1)这4种相邻像素值对间互相转换。实验思路判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。设一副大小为mxn的图像I在位置(i,j)的灰度值为I(i,j),二维相邻像素直方图h(m,n)的定义下给出h(m,n)=
4、{(i,j)
5、I(i,j)=m,I(i,j+1)=n}
6、其中m,n范围为[0,255],因此相邻像素直方图h(m,n)可以看成一个大小为256x256的矩阵。设秘密信息的嵌入率为α,即载体图像每个像素上平均负载α比特秘密信息,而待嵌入的秘密信息是一个0、1等概分布的随机比特流,因此对于一个像素而言,在进行最低比特位
7、替换嵌入时,它保持不变的概率为1-α/2。由此隐写前后的图像相邻像素直方图有如下关系:实验思路判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。h'(2m+1,2n+1)=(1-α/2)²h(2m+1,2n+1)+(1-α/2)α/2h(2m+1,2n)+α/2(1-α/2)h(2m,2n+1)+α²/4h(2m,2n)h'(2m,2n)=(1-α/2)²2h(2m,2n)+(1-α/2)α/2h(2m,2n+1)+α/2(1-α/2)h(2m+1,2n)+α²/4h(2m+1,2n+1)其中:h表示载体图像的相邻直方图;h'表示
8、含密图像的相邻直方图实验思路判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。由上式可得:h'(2m+1,2n+1)-h'(2m,2n)=(1-α)[h(2m+1,2n+1)-h(2m,2n)]。由0<α<1,隐写后h'(2m+1,2n+1)和h'(2m,2n)之间的差异会减小。同理可知,隐写后含密图像相邻直方图中的h'(2m+1,2n+1),h'(2m+1,2n),h'(2m,2n+1)及h'(2m,2n)间的差异较之载体图像要小。实验思路判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。由上述分
9、析可知,隐写后的含密图像相邻直方图中的h'(2m+1,2n+1)、h'(2m+1,2n)、h'(2m,2n+1)及h'(2m,2n)的值将趋于相同,而h'(2m-1,2n-1)、h'(2m-1,2n)、h'(2m,2n-1)及h'(2m,2n)的值则没有这种趋势。由此,在得到一幅待测图像后,统计其相邻像素直方图并定义:实验思路判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。实验思路判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。若图像未经隐写,F1与F2在统计上并无不同,因此F1的值与F2的值将
10、非常接近。而对于经过LSB替换隐写的图像,F1的值会随嵌入率的增大而减小,F2则没有这种变化。通过比较F1和F2的值来判断图像是否经过LSB隐写。令R=F1/F2,对于未经隐写的图像有R=1,若图像经过隐写则R<1实验思路从载密图像中提取秘密信息采用X²检验和线性回归模型实验思路破译秘密信息获得明文主要是要找到加密密钥。在上一步结束后得到一串加密后的序列密码,然后使用密码学知识进行解密。可以采用教材上介绍的分别征服攻击方法。实验中可能遇到的难点本实验的难点在于(1)从载密图像中提取秘密信息由于X²检验和线性回归模型的适用范围有限,不一定能检验出所有隐藏信息。(2
11、)编写程序时可能遇到一些
