基于压缩与加密预处理的隐写术算法-论文.pdf

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1、技术交流TechnoloavDiscussion数据通信2015．3基于压缩与加密预处理的隐写术算法茅史华杨仁尔丁石磊(宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211)摘要：隐写术是信息隐藏的重要学科分支，为提高隐写术的抗感知性能和提高容量，本文提出了一种基于秘密信息预处理的隐写术。秘密信息预处理是由Hufman编码和DESJS~密模块组成，该算法在秘密信息发送前先用Hufman编码进行无损压缩，然后进行DES~u密，再通过最小直方图失真(LHA)隐写术算法将压缩加密后的秘密信息嵌入到载体图像中。实验结果证明，该系统具有较高的抗攻击性能，隐写图像直方图改变

2、较小，同时相对熵也较小，因而该隐写术系统具有较好的抗统计感知性能。关键词：Hufman编码；DES~u密；隐写术；信息预处理1引言复杂度较低，但一般的空域算法鲁棒性较差，无法抵随着信息技术和互联网的迅猛发展，信息传输抗~1]Harman提出的直方图函数质心计算、Westfeld提的安全性引起了人们的高度重视。隐写术是近年发出的2分析[41等统计分析。展起来的一种信息保密技术，通过将秘密信息隐藏当前的信息隐写技术l5l是将信息直接嵌入到数在公共载体(媒体)中，使非接收者不能察觉到秘密字图像中进行纯隐写或密钥隐写。然而，当信息内存信息的存在，以达到隐蔽通信的目

3、的【”。同时隐写术过大时会存在载体图像内存不足而导致信息无法全也弥补了传统加密由于通信内容无法隐藏而导致被部写入或嵌入信息后的数字图像过大而使信息隐秘非接收者截获、攻击，甚至破译密文的缺陷，使秘密性及传输效率降低等情况。而普通的方法在对信息信息传输从“看不懂”到“看不见”，提高了信息传输进行压缩时会导致图像统计特征改变而使得信息出的安全性。由于网络上数字图像的大量存在以及图现偏差。本文结合了Huffman压缩编码[61和DESJJI密算像冗余大、可隐藏秘密信息的容量也大等特点，目前法．在LHA算法上进行完善．LHA算法是LSB隐写罔大数的隐写术算法是以图像

4、为载体。的改进算法，即采用直方图补偿算法对LSB隐写后的隐写术算法按秘密信息嵌入载体图像空间的不直方图修复。将信息先压缩后嵌入，降低了对被嵌同大致可分为空域隐写算法圈和频域隐写算法。频域图像的内存需求，提高了传输效率，保持了信息的完算法一般是通过余弦变换或小波变换[31等方法，在图整性，增强了信息隐秘性，使得隐写术具有更高的抗像的变换域中嵌入秘密信息，该类算法具有很好的统计检测性能。鲁棒性和抗攻击性，最大不足是可嵌入容量较小，不适用于大容量的信息隐藏。空域算法一般是利用最2Huffman编码与DES~I密算法介绍低有效位的视觉冗余达到隐藏秘密信息的目的，相

5、2．1Hu什man编马比于频域算法，空域算法拥有更多的信息嵌入量同Hufman编码是Hufman于1952年提出的一种一时还能保证人眼的不可感知性，计算速度快且时间致性编码法，基于概率统计，常用于无损数据压缩。46基金项目：国家科技重大专项(2O11ZX03002—004—02)；浙江省杰出青年科学基金(R1110416)；教育部高等学校博士学科点专项科研基金(201133051100021：宁波市科技创新团队('2011B81002)技术交流2015．3数据通信TechnOIOaVDiscussion其算法简单，效率极高，压缩比_l1】非常接近于理论极设

6、置密钥K，将编码后的秘密信息进行DES~I密．使限，一直被广泛应用于各种压缩场合。Hufman编码加密后的秘密信息变成等概率随机分布的0和1比特的基本过程是先扫描图像数据．从而计算出图像中流：最后根据秘密信息的统计特性选择合适的载体各种像素出现的概率．按像素概率大小确定其唯一图像和嵌入位置再进行LHA隐写．选用LHA隐写目编码字．由此得到一张该图像的Hufman码表．编码的是更加突出Huffman和DES算法对隐写系统的影字与实际像素值的对应关系记录在码表中译码是响。当接收者收到编码后，通过Huffman码表将编码还原在信息提取模块中．首先根据嵌入位置对载

7、密成字符的过程。图像进行LHA提取：然后利用密钥K对提取信息进行2．2DESJil密算法DES解密．恢复出编码后的秘密信息：最后根据码表DES全称为DataEncryptionStandard．即数据加进行Huffman译码，恢复出隐藏的原始秘密信息。密标准．是最通用的对称密钥算法之一，属于分组密2．4隐写术算法抗统计感知性能评价码算法．是一种典型的迭代块密码由美国国家标准(1)直方图及直方图绝对差与技术研究院于20世纪70年代中期公布．其来源是以八位灰度图像为例，像素n∈[0,255]。九(是一美国IBM公司的一个密码算法此算法用于处理64位个序列，表示

8、图像中各像素值的统计个数，即数据块，通过异或、置换、代换、移位操作