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《信息隐藏技术》 实验报告 实验 3： LSB 信息隐藏攻击实验 杭州电子科技大学 网络空间安全学院 一、实验目的 1.主要内容 对实验 1 中信息隐藏后的图像进行隐写分析。 2.基本要求 要求学生能够将没有嵌入信息的图像和隐藏信息的图像区分开来。 二、实验内容及实现过程步骤 1.可视攻击 针对 LSB 算法，通过可视攻击进行视觉比较，观察含隐藏信息与不含隐藏信息图像的不同。 提取最低有效位 原图 提取最低有效位 嵌入 LSB 水印 2.概率分布分析方法（ χ 2 分析） 统计 LSB 信息隐藏后，图像的像素灰度值的直方图，结合 χ 2 分布密度函数计算载体含有秘密信息的 概率值。 部分分块概率为 1，不确定含有秘密信息 大部分分块的概率为 1，可以确定含有秘密信息 部分分块概率为 1，不确定含有秘密信息 大部分分块的概率为 1，可以确定含有秘密信息 三、实验结果分析 计算隐秘分析算法判断结果的错误率： FP (false positive) ：没有嵌入隐藏信息的图像错误地判断为嵌入了隐藏信息 FN (false negative) ：嵌入隐藏信息的图像错误地判断为没有嵌入隐藏信息 判断标准：超过半数的分块概率为 1，判别为加密 少于半数的分块概率为 1，判别为原始图像 FP：4/9 FN： 0/9 误判原因分析，图像像素值较低 四、实验小结 （包括小组分工，组员各自的贡献点；通过实验得出的结论；对隐写分析加深的理解） 设计算法：邢征宇（卡方分析） 刘煜程（可视攻击） 结果分析：单志晗（ FP） 梁经纬（ FN） 总结： 1. 能够真正理解两种方法的思想和每一个处理步骤的作用，才能真正写出 matlab 程序并进行结果分析； 2. 8 位的像素值从 0 开始到 255，但是数组的下标从 1 开始到 256，所以像素值的 2i 对应数组下标 2i-1 ，像素值的 2i+1 对应数组下标 2i， 像素值只存在 2i-2i+1 的变换， 对应于只存在 2i-1-2i 的下 标值变换，在编写代码时需注意此类细节，否则实验结果将大打折扣； 3. 当实验结果与预期的有偏差，不仅仅是检查理解实验有偏差、 程序是否正确， 而且需要改变不同的实现 方法、不同的参数以及利用不同的图像来进行测试和比较，这样才可能更快判断出问题出在哪里，并找到 解决办法，而且有的时候不一定是代码有误的问题。 五、代码附录 可视攻击代码略 卡方分析代码： clear; im1=imread(lena.bmp); N=4; K=128;  %分为 4X4 块; %128X128 像素 ; BLOCK = zeros(K,K);% 存放当前块 r=0; a=1; hx=zeros(1,128); pr=zeros(1,16); pc=zeros(1,16); for p=1:N %从 1 到 4 循环 for q=1:N % 从 1 到 4 循环 x=(p-1)*K+1; y=(q-1)*K+1; BLOCK=im1(x:x+K-1,y:y+K-1);% 取相应元素保存到 BLOCK 中 [h,x]=imhist(BLOCK); %取当前分块的灰度直方图 for i=1:128 hx(i)=(h(2*i-1)+h(2*i))/2; if hx(i)~=0 r=r+(h(2*i-1)-hx(i))^2 / hx(i); end end pr(a)=r; pc(a)=1-chi2pdf(r,127); a=a+1; r=0; end end subplot(2,1,1) plot(pr); title(r=sum(h2i-h2i*)^2/h2i*); subplot(2,1,2) plot(pc); title(p=1-chi2pdf(r,127));