針對特定測試樣本的JPEG圖像隱寫分析方法研究.pdf

1、隨著信息化水平的提高和通信技術的發(fā)展，人們越來越習慣通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞信息。然而在享受互聯(lián)網(wǎng)帶來便利的同時，如何在網(wǎng)絡上安全可靠地通信成了網(wǎng)絡信息安全范疇內(nèi)亟待解決的問題。數(shù)字隱寫技術將秘密信息嵌入到其他數(shù)字載體中，在公共信道傳遞載密載體以達到隱蔽通信的目的，但同時不法分子會利用隱寫術從事非法活動，危害公共安全。隱寫分析是一種以檢測隱寫術產(chǎn)生的載密載體為目的的技術，是對抗隱寫術的重要手段，可以為網(wǎng)絡信息安全提供保障。隱寫術的可選載體多種多樣

2、，以數(shù)字圖像為載體的隱寫技術應用最廣，水平也最為先進?，F(xiàn)流傳最普遍的數(shù)字圖像隱寫載體為JPEG格式，而且多數(shù)隱寫軟件均以JPEG圖像為載體。隨著運用JPEG隱寫術的門檻逐漸降低，為防止不法分子運用隱寫術從事非法活動，如何在現(xiàn)有的網(wǎng)絡環(huán)境有效地對JPEG圖像進行隱寫分析是信息安全領域里的熱點問題。
　　但在真實網(wǎng)絡環(huán)境中，數(shù)字圖像的來源、拍攝環(huán)境、拍攝內(nèi)容、處理過程等因素千差萬別。固定的分類器難以保證對給定測試樣本的適應性，因此在隱

3、寫分析中常常遇到訓練數(shù)據(jù)與測試樣本失配的問題(Cover Source Mismatch，CSM)，同時隱寫分析結果的可信程度也不得而知，這就為隱寫分析向真實場景轉(zhuǎn)化帶來了不小的困難。
　　本文提出了一種在大數(shù)據(jù)真實場景中可以有效使用的隱寫分析方法，該方法基于現(xiàn)有的隱寫分析特征，適用于使用特征訓練分類器的隱寫分析工作。由于以JPEG圖像為載體的信息隱藏技術較為先進，而且JPEG圖像在網(wǎng)絡中被廣泛使用，本文以JPEG圖像隱寫分析為例

4、，對“針對特定測試樣本的隱寫分析方法(Specific Testing Sample Steganalysis，STSS)”進行深入研究。
　　本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下:
　　1.隱寫操作對隱寫分析特征的影響
　　數(shù)字圖像隱寫對圖像本身進行了微弱的修改，這種修改如果可以被分類器成功識別，圖像對應的隱寫分析特征也必然產(chǎn)生了變化。為確定上述現(xiàn)象的變化規(guī)律，本文研究了隱寫操作在特征層面對圖像造成的影響。通過觀察多種角

5、度的隱寫實驗，得出一系列隱寫導致的圖像特征變化的規(guī)律，找出了CSM問題的原因并提出了緩解方案。
　　2.針對特定測試樣本的隱寫分析方法
　　針對現(xiàn)有隱寫分析方法難以在真實場景中保持高精度的問題，本文在擁有大數(shù)據(jù)訓練資源的前提下，找出了隱寫分析與圖像特征之間的重要關系，基于此提出了一種為測試樣本選擇專用訓練集的隱寫分析方法——“針對特定測試樣本的隱寫分析”，該方法定義了圖像之間的相似度，計算測試樣本與大數(shù)據(jù)訓練集之間的相似度，

6、使用相似度接近的數(shù)據(jù)作為測試圖像的訓練集，為CSM問題提供了新的解決方案、提高了隱寫分析正確率。以經(jīng)典的JPEG隱寫算法nsF5和主流的JPEG隱寫分析特征(CC-CHEN、CC-PEV、CF*、DCTR和GFR)為例進行實驗，結果表明本文方法的檢測正確率高于現(xiàn)有隱寫分析方法。
　　3.STSS置信度計算方法
　　針對現(xiàn)有隱寫分析給出判定結果的可信程度未知韻問題。本文提出了一種在STSS基礎上的隱寫分析置信度計算方法，設計了