利用像素灰度差的安全密寫及分析技術(shù).pdf

1、本文研究方向是信息隱藏領(lǐng)域中以數(shù)字圖像為載體的密寫和密寫分析，該課題由國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于統(tǒng)計(jì)盲分析理論的反密寫研究”(60372090)、“具有統(tǒng)計(jì)隱蔽性和抗干擾性的安全密寫研究”(60502039)和上海市科委基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目“抗統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)字圖像密寫研究”(04JC14037)資助。 密寫是一種隱蔽通信手段，其目的是避開第三方的懷疑將信息傳遞出去。密寫的對立面是密寫分析，其目的是檢測密寫的“存在性”，從而阻斷敵對的秘

2、密通信。密寫與密寫分析是互相促進(jìn)、共同發(fā)展的一對矛盾。當(dāng)某種密寫方法能被有效檢測時(shí)，密寫方往往會(huì)相應(yīng)地改進(jìn)嵌入算法以彌補(bǔ)漏洞、抵抗密寫分析，而由此又促使密寫分析技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。 本論文首先圍繞信息對抗，對密寫和密寫分析的目的、基本原理、主要方法進(jìn)行討論，對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述并對密寫所涉及到的一種新的信息安全技術(shù)—計(jì)算機(jī)取證作了簡單介紹。由于密寫對載體信號(hào)的修改十分微小，因此基于統(tǒng)計(jì)分析對密寫信息的存在性進(jìn)行成功的盲檢測是當(dāng)前

3、信息安全領(lǐng)域中的一個(gè)難題。本文主要以圖像像素灰度差值的密寫和密寫分析為重點(diǎn)展開研究，取得了以下主要成果： 針對一種根據(jù)像素間相關(guān)性來進(jìn)行秘密信息嵌入的密寫法—邊緣匹配(SM：SideMatch)密寫法，提出一種有效的SM密寫分析法。以嵌入率α為參數(shù)對密寫后圖像像素灰度差值直方圖進(jìn)行分段擬合，通過尋找全局最佳擬合實(shí)現(xiàn)密寫分析并估計(jì)出嵌入率，具有實(shí)現(xiàn)簡單、計(jì)算量小的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明該方法的有效性。 提出一種以像素對為基礎(chǔ)的數(shù)字

4、圖像密寫方法，該方法同時(shí)對像素灰度值和像素對的差值進(jìn)行模運(yùn)算(簡稱MGMD：ModuloGray-valueModuloDifference)，在每一對像素中可嵌入的比特?cái)?shù)取決于像素對差值的大小?；诖度氲臄?shù)據(jù)和兩次模運(yùn)算的結(jié)果修改像素對，并維持其差值不變。MGMD密寫不會(huì)引起像素直方圖和像素差值直方圖的異常，不僅避免了一些基于像素對的密寫法如PVD和SM的安全漏洞，還能抵御針對常規(guī)LSB密寫的RS分析和χ2分析。該方法的安全性得到實(shí)