一种隐密消息的提取算法和隐写算法的设计

论文摘要

随着网络通信的迅猛发展,因特网已成为人们生活的一个重要组成部分。为了保障网上传输数据的安全,人们把消息嵌入在某些公开的数字媒体中隐藏消息的存在性。通过对当前常用的几种信息伪装算法和隐写分析算法的分析研究,我们发现目前的隐写分析方法大都集中在研究静止图像中隐藏消息的自动检测技术上,较少涉及针对图像中隐藏消息的提取攻击。这是因为在无密钥的条件下对于隐藏消息的提取、还原是极其困难的,所以,本文主要研究一种特殊情况下隐密消息的提取攻击以及隐写算法的设计。 首先,本文在载体被重复使用的条件下,对图像空域LSB替换的隐写算法进行提取攻击。基本思路为:通过比较两幅载体相同的载密图像得到差异点,然后利用污染分布和假设检验对差异点分类,再结合密码学思想,进而找到隐写密钥,最后利用概率论的知识对前面的提取算法进行了细致的理论分析。针对"hide and seek"的提取攻击试验结果表明,该方法可有效地恢复隐写密钥。 其次,针对上面的提取算法,提出了一种新的隐写算法。算法通过加入一个m序列控制隐密消息的嵌入,使得最高比特位、次高比特位以及最低比特位同时参与到嵌入过程。由于选择最高比特位和次高比特位不同的像素点隐藏消息,所以在不知道m序列的情况下,即使已知载体图像,攻击方也无法成功地从载密图像中提取出隐密消息。 最后,在分析和研究前人隐写算法和检测算法的基础上,又提出了一种新的隐写算法。算法运用预选密钥,图像分块和像素值加减一的方法隐藏秘密消息。预选密钥使得图像改动更少,图像分块的应用则保证选择适合嵌入消息的像素点作为消息载体,像素值加减一的做法打破了LSB替换算法中只有2i（?）2i+1的变换的禁锢,从而可以抵抗RS检测分析。模拟实验也证实此算法可以抵抗RS攻击,而且比以往的算法失真更少。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 信息隐藏
• 1.2 信息伪装
• 1.2.1 LSB算法
• 1.2.2 BPCS算法
• 1.2.3 自适应算法
• 1.3 隐写分析技术
• 1.3.1 PoVs算法
• 1.3.2 PS算法
• 1.3.3 BPCS检测算法
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 一种隐密消息的提取方法
• 2.1 引言
• 2.2 提取攻击
• 2.2.1 基本假设
• 2.2.2 算法描述
• 2.2.3 算法步骤
• 2.3 算法分析
• wl、p_zl'>2.3.1 计算错误概率p_wl、p_zl
• 1中值为1的点的正确判断概率r'>2.3.2 计算T₁中值为1的点的正确判断概率r
• 2.3.3 计算m和T
• 2.4 实验结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 一种增强安全性的隐写算法
• 3.1 引言
• 3.2 算法描述
• 3.2.1 算法步骤
• 3.2.2 提取算法
• 3.3 算法分析和改进
• 3.4 本章小结
• 第四章 一种改进的数字图像隐写方案
• 4.1 准备工作
• 4.1.1 RS检测算法
• 4.1.2 张新鹏的算法
• 4.2 新算法描述
• 4.2.1 图像分块
• 4.2.2 选择密钥
• 4.2.3 嵌入算法
• 4.2.4 提取算法
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 附录:研究生期间发表文章目录
• 致谢