第七章数字图像隐写信息提取探讨.ppt

第七章 数字图像 隐写信息提取;本讲提要;本讲提要;考核要求; 目前，隐写分析的研究主要集中于隐写信息的检测，已有大量学术论文发表。 而隐写信息的提取（即对隐写术的提取攻击）作为隐写分析与密码分析的交叉领域，有关它的研究还非常少，尚没有成熟的理论和方法。 ;隐写术在实现隐蔽性的同时附带了一种必威体育官网网址性——难提取性.提取攻击事实上是一种密码分析，是一种特殊的密码分析.但是它与传统的密码分析也有很大的不同. 传统的密码分析处理的数据是密文序列，密文序列中包含了密钥的信息，密码分析者通过分析密文序列与加密算法来恢复密钥. 做提取攻击时，攻击者面对的是载密对象，而载密对象与隐写密钥的联系一般并不像密文与加密密钥那么直接. ;提取攻击本质上是一种特殊的密码分析,它属于隐写分析与密码分析的交叉领域,在研究方法上需要融合密码分析与隐写分析两方面的技术来进行. ;隐写算法一般要求消息先加密再隐藏,使得其有两个密钥空间,加密密钥空间 和隐写密钥空间 .攻击者穷 举攻击的最大复杂度为 .;所以能够不考虑加密算法,实现独立的穷举隐写密钥,是非常有意义的,是提取攻击所要解决的首要问题,也是考虑进一步快速攻击的基础. 隐写术的应用中，一般加密密钥比较长，而实际隐写密钥比较短。若能独立的穷举隐写密钥，实现提取是可能的。 ;早期的某些隐写软件是利用文件格式的预留位隐藏信息或直接将消息隐藏附加于文件的尾部,如Hide2Bmp v1.0, Masker v7.0.2. 对于这种隐写软件可通过对比使用软件嵌入消息前后的载体和载密对象的差异,找出消息嵌入的位置,或消息嵌入的起止标记来提取消息,如隐写分析工具Stegspy2.1. ;钮心忻研究了基于BMP和GIF图像文件格式冗余的信息隐藏技术。 童莉提出了基于JPEG应用数据段的信息隐藏技术和提取攻击方法。 陈嘉勇等通过对5种互联网上常见图像格式冗余结构剖析，给出计算图像中冗余数据占据的空间位置的快速算法，进而提出基于图像格式的隐藏信息提取方法。 ?; 有一些隐写方法将消息连续嵌入到一段载体上.对于这种隐写术可以认为密钥即是消息嵌入的起点和终点,而 提取攻击者的任务则是估计嵌入消息的起止点. 连续嵌入的消息会导致载体承载消息的区域和没有承载消息的区域有统计差异,而在这两种区域的交界处,统计特性会有变化. ;Trivedi和Chandramouli利用载体承载消息的区域和没有承载消息的区域存在的统计差异对基于扩频通信的连续隐写信息研究了提取方法,他们借鉴“序贯概率比检验（SPRT）”判断序列突变点的思想,在已知参数,已知部分参数和未知参数等对多种条件下,给出了估计连续扩频隐写信息起止点的方法. ;张利平指出Chandramouli的序贯概率比检验结合优化累加和(SPRT-CUSUM，Sequential Probability Ratio Test-CUmulative SUM)模型在估计嵌入起点时稳定性较差，采用非优化累加和方法改进了该模型.;卡方检验是对连续LSB隐写术最有效的检测方法之一.马宁等发现卡方检验的p值突变点与连续LSB隐写消息起止点有近似线性的关系,从而结合使用卡方检验和线性回归对连续LSB隐写术提出了一种可较精确判断嵌入消息位置的方法. ;周涵等把确定嵌入信息的起点和终点问题本质上看成是统计学中的“污染数据的变更点（Change-Point）问题”. 首先通过多次实验选择合适的窗口，在单个窗口内执行检测算法；将嵌入起止点视为序列突变点，通过滑动窗口，估计出起止点可能的存在区间；使用CPA(Change-Point Analysis)法，进一步精确估计隐蔽信息的起止点. ;陈嘉勇等提出了对序贯JSteg算法的快速提取攻击算法.该算法将连续的待检测数据分段，构造小样本二值分类器对每段数据是否载密进行小样本二值分类.将分类结果视为一维序列，通过对序列进行扩展，得到一条先升序后降序的有序序列，从而把序贯LSB隐写术的提取攻击问题转化为一类有哪些信誉好的足球投注网站问题.对嵌入率未知和已知两类情形分别提出顺序有哪些信誉好的足球投注网站算法和二分有哪些信誉好的足球投注网站算法. ;陈嘉勇等还提出了对序贯JSteg改进算法的提取攻击算法.该算法以JPEG图像中每个8×8编码块为坐标点建立块坐标系.由于序贯JSteg算法改变量化后的DCT系数，从而使8×8图像编码块之间的不连续性在消息嵌入前后产生变化.通过序列处理，把序贯JSteg算法的提取攻击问题转化为时间序列突变点的估计问题，进而提出逼近理想序列算法估计消息嵌入起止点.;信息论模型分析 隐写密钥的唯一解距就是攻击者欲恢复隐写密钥所需的数据量的最小值. ;上述结论表明,大的密钥率和小的隐藏冗余可获得强的难提取性.嵌入消息