头部缺失的JPEG文件恢复方法研究

论文摘要

数据恢复作为计算机取证过程中的关键技术,是打击高科技信息犯罪的有效方式之一。然而,传统的恢复技术在面临文件系统受损或反取证等情况下往往成功率低。文件雕复技术作为一种不依赖于文件系统元信息的数据恢复技术,有效弥补了传统数据恢复技术的不足,并成为当今计算机取证领域的研究热点和难点。JPEG文件在被广泛应用的同时,也因直观反映大量的信息而成为数字取证领域中的一种重要证据材料。但是当前的雕复技术对于残缺JPEG文件,特别是头部缺失的JPEG文件,恢复结果并不理想,使得雕复出来的很多文件碎片不能呈现在法庭之上。本文重点研究头部缺失的JPEG文件恢复与正常显示的技术。在分析总结现有的JPEG文件雕复技术基础之上,针对头部缺失的JPEG文件恢复问题,着重对以下三个关键技术方面进行了研究。首先,在构造伪头部过程中,针对头部信息中最重要的参数之一——原始量化表提出了一种近似估算方法。其基本思路是利用不匹配的量化表会加剧解码中的截断现象的事实来近.似估算原始量化表。实验结果表明了该方法的有效性。其次,提出了一个无重启标记JPEG数据的解码方法。通过理论分析与实验验证的方法,凭借JPEG数据具有的自同步特性,解决了无重启标记JPEG数据的解码问题。实验结果验证了该方法的可行性。最后,结合了上述研究成果,提出一种头部缺失的JPEG文件碎片完整恢复和显示方法。通过对解码参数的估算算法,实现对JPEG数据碎片进行正确解码；然后利用图像的宽估算、错位调整和颜色不匹配问题的调整算法,实现对JPEG数据碎片的正确显示。实验结果表明该方法能够正确有效地解码并显示没有头部和重启标记的JPEG文件碎片。本文对头部缺失的JPEG文件恢复的关键技术进行了研究。研究的成果表明针对JPEG残片数据的恢复是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 传统数据恢复技术的缺陷
• 1.2.2 文件雕复技术的优势
• 1.2.3 残缺JPEG文件恢复
• 1.3 国内外研究现状及其发展趋势
• 1.4 研究的目的与主要内容
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 数据恢复技术研究概述
• 2.1 数据恢复的层次
• 2.2 文件雕复技术
• 2.3 JPEG文件雕复技术
• 2.3.1 完整JPEG文件雕复
• 2.3.2 分片JPEG文件雕复
• 2.3.3 残缺JPEG文件雕复
• 2.4 进一步研究的问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 JPEG标准简介
• 3.1 编解码原理
• 3.2 文件存储格式
• 第4章 基于截断溢出的JPEG量化表近似重构
• 4.1 问题提出
• 4.2 JPEG图像量化表近似重构方法
• 4.2.1 量化表的分类
• 4.2.2 JPEG解码中的截断溢出分析
• 4.2.3 量化表重构方法
• 4.3 实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 JPEG数据流的自同步能力分析
• 5.1 问题提出
• 5.2 哈夫曼编码的自同步能力分析
• 5.2.1 哈夫曼编码及其范式编码
• 5.2.2 哈夫曼码流的同步点估计
• 5.2.3 JPEG编码流
• 5.3 实验结果与分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 头部缺失的JPEG文件碎片恢复与显示
• 6.1 问题提出
• 6.2 解码参数的估计
• 6.2.1 估计哈夫曼表
• 6.2.2 估计MCU的组成与大小
• 6.2.3 估计图像的宽度
• 6.2.4 估计量化表
• 6.3 显示结果的调整
• 6.3.1 错位调整
• 6.3.2 色彩调整
• 6.4 实验结果与分析
• 6.5 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 今后工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 详细摘要