隐藏(隐写信息术).ppt

2008-5-29 111  信息隐藏（隐写术） 复习 信息隐藏技术提出的背景 领域知识介绍 思想 发展史 主要分支 应用热点 关键突破点 信息隐藏(狭义)的分类、特性要求与应用 1 信息隐藏概述 2 隐写术的基本原理 3 隐写术 4 隐写分析技术 1 信息隐藏概述 2 隐写术的基本原理 3 隐写术 4 隐写分析技术 概念 系统模型 性能指标 与数字水印技术的比较 常用工具 应用 隐写术概念 一般指那些进行秘密通信的技术的总称，通常是把秘密信息嵌入到其他不易引起怀疑的无关紧要的数据之中。 隐藏方法通常依赖于第三方不知道隐蔽通信存在的假设。 主要用于互相信任的双方间点到点的秘密通信。 隐写术系统模型 在这一模型中,Alice和Bob分别对应隐写系统中的发送者和接收者,而看守人Wendy则作为隐写分析者,即攻击者,存在于隐写系统的信道中。 发送者Alice使用一个隐写系统来向接收者Bob传输秘密消息,使得看守人Wendy无法发现载秘信息中包含有秘密信息。Alice为了让秘密消息仍然能够到达Bob,隐写系统应具有一定的稳健性。 Alice通信时可以选择两种方式,一种情况是Alice直接将未隐藏任何秘密信息M的无关紧要的载体信息C通过公开信道传送给Bob,即开关置于“0”状态;另一种情况是Alice将秘密消息M利用随机数R、密钥K通过嵌入算法嵌入到载体信息C中,使之变成载秘信息S后再经公开信道传送给Bob,即开关置于“1”状态。Bob利用事先通过秘密信道得到的密钥K以及提取算法提取出秘密信息M’，希望尽量得到Alice发送的秘密信息M。 该隐写系统模型的安全性取决于被动攻击者Wendy是否有能力检测出从公开信道获取的数据中是否存在秘密信息M。 名词 A打算秘密传递一些信息给B，A需要从一个随机消息源中随机选取一个无关紧要的消息c，当这个消息公开传递时，不会引起怀疑，称这个消息c为载体对象 把需要秘密传递的信息m隐藏到载体对象c中，此时，载体对象c就变为伪装对象c’ 秘密信息的嵌入过程需要密钥，此密钥称为伪装密钥 性能指标 不可感知性：隐写技术是利用人类感觉器官的不敏感(感觉冗余)，以及多媒体数据中存在的冗余(数据特性冗余)，将秘密信息隐藏在载体信息中,对外表现只是载体信息的外部特征，而且并不改变载体信息的基本特性和使用价值。 嵌入信息量：要求载体中要能隐藏尽可能多的信息。 稳健性（鲁棒性，健壮性）：要求较低。 不可感知性(安全性）、鲁棒性和容量之间的关系 图像的质量评价(不可感知性的度量) 主观评价 让观察者根据一些事先规定的评价尺度或自己的经验，对测试图像按视觉效果提出质量判断，并给出质量分数，对所有观察者给出的分数进行加权平均。这种方法称为平均意见分（MOS）方法 客观评价 以机器为主体对图像质量进行评价 主观评价 比较准确 受观察者的知识背景、情绪和疲劳程度等因素的影响 可重复性较差 客观评价 对一个系统中输入和输出的图像信号做处理和分析，一般是从图像中提取一些特征参量作为研究分析对象，处理并作比较。从总体上反映了图像间的差别 常用的有 均方误差(MSE) 峰值信噪比(PSNR)(36，认为失真不可感知） 客观评价 使用方便 可重复性强 评价结果与主观感觉有时存在不一致 为什么客观评价与主观评价不能很好吻合？ 人眼对所看到物体的理解，不仅与生理因素有关，还在相当大的程度上取决于心理因素 如“视而不见”，“听而不闻” 对感兴趣的区域给予极大关注，对其它区域不在意 大脑对所接收的事务有一个过滤和取舍的过程，目前计算机还无法很好地模拟此过程 例1 高斯噪声，椒盐噪声，PSNR相同 例1（续） 例1（续） 例2 例2（续） 例2（续） 隐写系统的安全性 攻击一个隐写系统 证明隐藏信息的存在 破坏隐藏信息 提取隐藏信息 理论安全的：如果攻击者经过各种方法仍然不能判断是否有信息隐藏 隐写系统的攻击 被动攻击 监视和破译隐藏的秘密信息 主动攻击 破坏隐藏的秘密信息 篡改秘密信息 非恶意修改 压缩编码，信号处理技术，格式转换 攻击者：判断是否有隐藏 定义一个检验函数 f：C →{0,1} 判断结果 实际有隐藏，判断有隐藏——正确 实际无隐藏，判断无隐藏——正确 实际无隐藏，判断有隐藏——错误 纳伪错误（误判） 实际有隐藏，判断无隐藏——错误 弃真错误（漏判） 假设： 攻击者犯纳伪错误的概率为α 攻击者犯弃真错误的概率为β 一个实用的信息隐藏系统应该尽可能使β最大 一个理想的信息隐藏系统应该有β=1 即，所有藏有信息的载体都被认为没有隐藏信息而被放过，达到了信息隐藏、迷惑攻击者的目的 隐写术 vs. 数字水印技术 相同点： 都是将秘密信息隐藏在公开信息中，在秘密信息的嵌入和提取过程、秘密信息嵌入的方式与策略上都有很