38
攻击性仿真实验
图6.20图像变暗后图
图6.21从图6.20中提取的水印, cor=0.99416，
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攻击性仿真实验
图4.22添加乘积性噪音
图4.23从图4.22中提取出来的水印(cor=0.99609)
40
攻击性仿真实验
图4.24剪切后的图像
图4.25从图4.24中提取出来的水印（cor=0.76459）

30
数字水印算法
1.空域算法 2.变换域算法 3.压缩域算法 4.NEC算法 5.生理模型算法
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数字水印攻击分析
与密码学类似，数字水印也是一个对抗性
的研究领域。正是因为有水印攻击的存在， 才有水印研究的不断深入。 水印攻击与密码攻击一样，包括主动攻击 和被动攻击。主动攻击的目的并不是破解 数字水印，而是篡改或破坏水印。而被动 攻击则试图破解数字水印算法。值得一提 的是，主动攻击并不等于肆意破坏。 真正的主动水印攻击应该是在不过多影响 数据质量的前提下，除去数字水印。

6
信息加密和隐藏
7
(b)隐藏
(c)隐密
信息隐藏技术原理
藏头诗
华夏之光，西部翘楚，都会雄风，市镇豪
情，报业先锋。
谢客醉斟共杯潺，霆空无雨云自散。
锋寒久别饮沙场，吟尽离骚盟风凉。 《谢霆锋》 张弓不为步后羿，艺高何处不可取。 谋筹生擒奥斯卡，力斩嘎纳金棕榈。 《张艺谋》
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信息隐藏技术原理
15
信息隐藏系统的特征
4.安全性 隐藏的信息内容应是安全的，最好经过某种加密 后再隐藏，同时隐藏的具体位置也应是安全的， 至少不会因格式变换而遭到破坏。 5.自恢复性 由于经过一些操作或变换后，可能会使原图产生 较大的破坏。如果只从留下的片段数据，就能恢 复隐藏信息，而且恢复过程中不需要宿主信息， 这就是所谓的自恢复性。 7.可纠错性 为了保证隐藏信息的完整性，使其在经过各种操 作和变换后仍能很好地恢复，通常采取纠错编码 方法。
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具体的攻击类型
1.IBM攻击 2.Stir Mark攻击 3.马赛克攻击 4.共谋攻击 5.跳跃攻击
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基于双混沌的DCT变换域数字水印
图6.6 原水印
图6.7 对原水印加密后的结果
图6.8原图像
图6.9 嵌入加密水印后的结果
35
基于双混沌的DCT变换域数字水印
图610 知道正确的初始值提取出来的水印
41
数字水印研究状况与展望
由于数字水印技术是近几年来国际学术界才兴起的 一个前沿研究领域，处于迅速发展过程中，今后的 数字水印技术的研究将侧重于完善数字水印理论， 提高数字水印算法的鲁棒性、安全性，研究其在实 际网络中的应用和建立相关标准。 数字水印在理论方面的工作包括建立更好的模型、 分析各种媒体中隐藏数字水印信息的容量(带宽)、分 析算法抗攻击和鲁棒性等性能。同时，我们也应重 视对数字水印攻击方法的研究，这有利于促进研制 更好的数字水印算法。 对于实际网络环境下的数字水印应用，应重点研究 数字水印的网络快速自动验证技术，这需要结合计 算机网络技术和认证技术。
4
信息隐藏技术概述
1992年，提出了一种新的关于信息安全的
概念——信息隐藏，即将关键信息秘密地 隐藏于一般的载体中（图像、声音、视频 或一般的文档），或发行或通过网络传递。 由于非法拦截者从网络上拦截的伪装后的 关键信息，并不像传统加密过的文件一样， 看起来是一堆会激发非法拦截者破解关键 信息动机的乱码，而是看起来和其它非关 键性的信息无异的明文信息，因而十分容 易逃过非法拦截者的破解。
1.版权保护 2.加指纹 3.标题与注释 4.篡改提示 5.使用控制
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数字水印的一类典型应用
电视台标志
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数字水印的一些分类
我们可以按照不同的标准对数字水印进行分类：
从水印的载体上可以分为静止图像水印、视 频水印、声音水印、文档水印和黑白二值图 像水印 从外观上可分为可见水印和不可见水印 (更准确地说应是可察觉水印和不可察觉水印) 从水印加载方法是否可逆上可分为可逆、非 可逆、半可逆、非半可逆水印 根据采用的用户密钥的不同可分为私钥 (Secret-key)水印和公钥(Public-key)水印
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对隐写术的一些攻击
对隐写术的攻击和分析有多种形式，即检测、 提取、混淆破坏(攻击者在隐藏信息上进行伪 造与覆盖)，使隐藏信息无效。 1.检测隐藏信息 • 寻找明显的、重复的模式 • 将原始载体与伪装图象进行比较 2.提取隐藏信息 取决于检测技术 3.破坏隐藏信息 有损压缩，扭曲，旋转，模糊化，加入噪音
16
信息隐藏技术的主要分支与应用
17
信息隐藏技术的主要分支与应用




隐蔽信道由Lampson定义为：在多级安全水平 的系统环境中(比如军事计算机系统)，那些既不 是专门设计的也不打算用来传输信息的通信路径 称为隐蔽信道。 匿名通信就是寻找各种途径来隐藏通信消息的主 体，即消息的发送者和接收者。Web应用强调接 收者的匿名性，而电子邮件用户们更关心发送者 的匿名性。 隐写术 版权标志包括易碎水印和数字指纹、数字水印两 种鲁棒的版权标志。
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水印攻击的几种情形
参照密码学的概念，可以定义水印攻击的几种 情形：
(1)唯密写攻击(stego only attack） (2) 已知掩蔽信息攻击(know cover attack） (3) 已知水印攻击(known message attack） (4) 选择密写攻击(chosen stego attack）
图6.11错误的初始值提取出来 的水印x0=0.6666666666666661
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攻击性仿真实验
图6. 16添加高斯滤波
图6. 17 从６. 16中提 取出来的水印 （cor=0.99805）
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攻击性仿真实验
图6.18 图像增加对比度后
图6.19 从6.18中提取的水印, cor=0.93168
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信息隐藏系统的特征
1.鲁棒性(Robustness，健壮性或顽健性) 鲁棒性指不因宿主文件的某种改动而导致隐 藏信息丢失的能力。 2.不可检测性(Undetectability) 不可检测性指隐蔽宿主与原始宿主具有一致 的特性，如具有一致的统计噪声分布，以便使 非法拦截者无法判断是否藏有隐蔽信息。 3.透明性(Invisibility) 利用人类视觉系统或人类听觉系统的特性， 经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的 降质现象，而隐藏的数据却无法人为地看见或 听见。
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信息隐藏技术原理
我们把待隐藏的信息称为秘密信息(Secret
Message)，它可以是版权信息或秘密数 据，也可以是一个序列号； 而公开信息则称为宿主信息(Cover Message，也称载体信息)，如视频、音 频片段等。
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信息隐藏技术原理

这种信息隐藏过程一般由密钥(Key)来控制，通 过嵌入算法(Embedding Algorithm)将秘密信 息隐藏于公开信息中，而隐蔽宿主(隐藏有秘密 信息的公开信息)则通过通信信道 (Communication Channel)传递，然后对方的 检测器(Detector)利用密钥从隐蔽宿主中恢复/ 检测出秘密信息。
信息隐藏是集多门学科理论技术于一身的
新兴技术领域，它利用人类感觉器官对数 字信号的感觉冗余，将一个消息隐藏在另 一个消息中。由于隐藏后外部表现的只是 遮掩消息的外部特征，故并不改变遮掩消 息的基本特征和使用价值． 数字信息隐藏技术已成为信息科学领域研 究的一个热点。被隐藏的秘密信息可以是 文字、密码、图像、图形或声音，而作为 宿主的公开信息可以是一般的文本文件、 数字图像、数字视频和数字音频等．
2
内容
6.1 6.2 6.3
信息隐藏技术概述 数据隐写术 数字水印
3
信息隐藏技术概述
什么是信息隐藏？ 采用传统密码学理论开发出来的加解密系统致命 的缺点：明确地提示攻击者哪些是重要信息 ． 随着硬件技术的迅速发展，以及基于网络实现的 具有并行计算能力的破解技术的日益成熟，传统 的加密算法的安全性受到了严重挑战． 数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体 的原版进行无限制的编辑、修改、拷贝和传播， 造成数字媒体的知识产权保护和信息安全的问题 日益突出．如何防止知识产品被非法复制及传播， 是目前急需解决的问题．
5
信息隐藏不同于传统的加密
信息隐藏不同于传统的加密，其目的不在于 限制正常的资料存取，而在于保证隐藏数据 不被侵犯和重视。 隐藏的数据量与隐藏的免疫力始终是一对矛 盾，目前还不存在一种完全满足这两种要求 的隐藏方法。 信息隐藏技术和传统的密码技术的区别在于: 密码仅仅隐藏了信息的内容，而信息隐藏不 但隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在。 信息隐藏技术提供了一种有别于加密的安全 模式。
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内容
6.1 6.2 6.3
信息隐藏技术概述 数据隐写术 数字水印
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一个例子

Ａ图是一棵树的照片，内含了隐蔽的图像。 如果把每个颜色分量和数字3进行逻辑与运算， 再把亮度增强85倍，得到图Ｂ。
Ａ
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Ｂ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 藏头诗
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离合诗
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数据隐写术
根据嵌入算法，我们可以大致把隐写术分成以下六类： 1.替换系统：用秘密信息替代隐蔽宿主的冗余部分。 2.变换域技术：在信号的变换域嵌入秘密信息(如在 频域)。 3.扩展频谱技术：采用扩频通信的思想。 4.统计方法：通过更改伪装载体的若干统计特性对信 息进行编码，并在提取过程中采用假设检验方法。 5.失真技术：通过信号失真来保存信息，在解码时测 量与原始载体的偏差 6.载体生成方法：对信息进行编码以生成用于秘密通 信的伪装载体。