信息隐藏空域隐写课件

信息隐藏技术合肥工业大学计算机与信息学院郑淑丽信息隐藏技术合肥工业大学计算机与信息学院1空域隐写如何将文本隐藏到图像（灰度/彩色）中？如何将图像隐藏到图像中？空域隐写2[011000100]？255253254253255253252255254111111111111110111111110111111011111111111111101111111001111111111111110[011000100]？2553信息隐藏空域隐写课件4信息隐藏空域隐写课件5信息隐藏空域隐写课件6LSB(LeastSignificantBits)?秘密信息序列为[011000100]，替换过程11111110

111111011111111111111100

1111111011111100111111011111111011111110111111111111110111111110111111011111111111111101111111001111111111111110LSB(LeastSignificantBits)?秘7LSB算法选取像素点的最不重要位，替换成秘密信息Fori=1,…..L(m)doLSB(Cji)mi注：L(m)为秘密信息的长度(二进制)如何选择CjiLSB算法注：L(m)为秘密信息的长度(二进制)如何选择Cj8SCSC9文本文件转换为二进制序列f_id=fopen(file,’’r);[msg,len]=fread(f_id,’ubit1’)len=1168文本文件转换为二进制序列f_id=fopen(file,’’10F=S-CF=S-C1112Key110010011010011100111011000010011110001000001110101010110010011010011100111011000010011110001000001110101010110010011010011100111011000010011110001000001110101010Fridrich,J.

Goljan,M.,Lisonek,P.andSoukal,D.,

“WritingonWetPaper,”IEEETransactionsonSignalProcessing,vol.53,no.10,pp.3923-3935,2005.

12Key110010011010011100111011013生成伪随机数

rand(‘seed’,2000)rand(M,N)13生成伪随机数LSB嵌入位置的选择LSB嵌入位置的选择1415生成伪随机数

rand(‘seed’,2000)rand(M,N)rand('seed',key);a=rand(1,count);r=1;c=1;……fori=2:count

ifa(i)>=0.5

c=c+interval1;

Else

c=c+interval2;

end

ifc>n

r=r+1;

c=mod(c,n);…….

endend15生成伪随机数rand('seed',key);F=S-CF=S-C16嵌入量与嵌入率：嵌入量与嵌入率：17MLSB嵌入量与嵌入率：MLSB嵌入量与嵌入率：182LSB2LSB1920如何在RGB图像中隐藏信息——LSB？提取一层，嵌入信息，再合层

R=image(:,:,1);Secret_R=LSB(R);Secret_image(:,:,1)=Secret_R;20如何在RGB图像中隐藏信息——LSB？图像信息伪装隐秘信息和载体都是图像实验woman.bmp，去掉低4bitlenna.bmp，去掉低4bit图像信息伪装隐秘信息和载体都是图像21直接4bit替换法用秘密图像像素值的高4bit替换载体图像的像素值的低4bit（载体图像的大小>=秘密图像的大小）直接4bit替换法22实验二秘密图像：woman.bmp(256*256)，为灰度图像载体图像：lenna.bmp(256*256)，为RGB图像实验二23课后熟悉Matlab实现彩色图像(RGB)的分层、指定层加强及合层课后熟悉Matlab24二值图像(黑白图像)灰度图像√索引图像(调色板图像)RGB图像√信息隐藏空域隐写课件2526索引图像实际彩色图像的颜色数目<<224减小存储图像所需的空间200*20016色图像26索引图像索引图像调色板mapm*3，范围在[0,1]之间的浮点值构成的double类型数组每一行定义R、G、B三个分量的值图像数据X索引值索引图像27RGB->索引图像[data,map]=rgb2ind(rgbimage,0.1)色彩丢失，图像效果变差RGB->索引图像[data,map]=rgb2ind(rg28S-tools最早开发出来的，针对索引图像的调色板进行信息隐藏的软件/Security/stegtools.htmS-tools29NeilF.Johnson1998年2月发表在IEEEComputer的文章“Exploring

Steganography:SeeingtheUnseen”NeilF.Johnson1998年2月发表在IEEE3031S-tools如何修改调色板？在不影响图像质量的前提下,减少调色板的颜色（256->32）将秘密信息嵌入到调色板的R、G、B三个颜色值的LSB，每一行可嵌入3位图像的原始调色板被S-Tools修改的非常不自然31S-tools如何修改调色板？缺点Johnson与Jajodia在1998年的第二届IHW会议论文中指出：由于载体图像的调色板经过S-Tool降为32色，新产生的颜色与原来颜色的差异非常小，因此嵌入秘密信息的隐蔽载体图像，对其调色板色彩做亮度排序，其调色板的色彩会形成32个群集，这是一般自然图像所没有的特征。缺点3233隐蔽载体图像调色板排序-32个群集原始图像及其调色板33隐蔽载体图像调色板排序-32个群集原始图像及其调色板EzStego针对GIF图像格式，Java编写/Security/stegtools.htm修改调色板图像的数据矩阵EzStego34信息隐藏空域隐写课件35嵌入复制一份调色板，根据颜色的亮度对调色板进行排序，减少相邻颜色的差异找出欲嵌入信息的像素索引值在新调色板中的索引值取出1bit的秘密信息，将其嵌入到新索引值的LSB取出嵌入信息后索引值对应颜色的RGB值rgb找出rgb值在原始调色板中的索引值S将步骤3的索引值改成S嵌入36原调色板排序后索引值排序后调色板LSB隐藏原调色板排序后索引值排序后调色板LSB隐藏37思考：EZStego：如何提取秘密信息？思考：38EzStego改进《ANewSteganographicMethodforPaletteImages》JessicaFridrich，IS&TPICS,Savannah,Georgia,April25-28,1999,pp.285-289.

颜色相近的两个色彩值,亮度是相近的；亮度相近的两个颜色,颜色却不一定相近；EzStego改进颜色相近的两个色彩值,亮度是相近的；39二值图像：如何隐藏秘密信息？二值图像：如何隐藏秘密信息？40利用图像区域中黑白像素的比例嵌入秘密信息（Zhao&Koch）利用行程程编码嵌入秘密信息利用黑白像素点总数的奇偶嵌入秘密信息利用图像区域中黑白像素的比例嵌入秘密信息41(Zhao&Koch)将一个二值图像分成n个矩形图像区域Bi修改像素值(Zhao&Koch)将一个二值图像分成n个矩形图像区域Bi4243具体实现两个阈值，R1>50%,R0<50%健壮参数λ——传输过程可能被改变的像素百分比43具体实现4444行程编码(RLE)二値图像中，连续像素具有同种颜色的概率很高行程编码(RLE)4546464747附：秘密信息的预处理加密图像置乱

原图

置乱后的图像附：秘密信息的预处理加密原图置乱后的图像4849置乱方法Arnold置乱幻方变换Hash置乱Hilbert曲线变换……..49置乱方法Arnold置乱周期性：对图像反复进行Arnold变换，迭代到一定步数时，必然会恢复原图Arnold置乱505151幻方变换幻方变换52信息隐藏空域隐写课件53密钥控制：加密密钥e，解密密钥d，分别表示对图像进行幻方置换的次数e＋d＝n2

密钥控制：加密密钥e，解密密钥d，分别表示对图像进行幻方置换5455实验采用11阶标准幻方进行图像变换55实验信息隐藏空域隐写课件565757课后(1)熟悉Matlab编程实现采用LSB方法，将文本文件隐藏到BMP图像(灰度、彩色)中采用LSB方法，将二值图像隐藏到BMP图像(灰度、彩色)中图像伪装：将一幅彩色图像隐藏到另一幅彩色图像中(图像置乱)课后(1)熟悉Matlab58课后(2)熟悉S-Tool软件，验证由S-Tools隐藏信息后隐蔽图像，其调色板是否存在32个群集的特性。思考：根据信息安全中的Kerchhoffs原则，算法的安全性依赖于密钥，结合这一思想考虑有哪些方法可以增加空域隐写算法的安全性课后(2)熟悉S-Tool软件，验证由S-Tools隐藏信息59附：文件格式隐写数字图像的文件格式存储图像采用的文件格式不同的操作系统、不同的图像处理系统，所支持的图像格式都有可能不同。在实际应用中常用到以下几种图像格式。BMP、GIF、TIFF、PCX、JPEG、PSD、PCD、PNG……60附：文件格式隐写数字图像的文