基于扩频图像隐写的隐写分析

摘要

自从9.11 恐怖事件之后，隐写术与隐写分析作为信息安全的新领域，正逐渐成为人们研究的重点。隐写术主要研究如何将消息隐藏于各种形式的载体之中，目的是防止攻击者怀疑并检测出秘密消息。如果载体是图像就称图像隐写技术。 隐写分析是对隐写的攻击，目标是为了检测秘密消息的存在以至破坏隐秘通信或提取消息，从而保障国家的安全和社会的稳定。 隐写分析主要分三个方面：检测秘密消息的存在性、检测消息的位置/容量和消息的提取。目前大多数学术论文专著只是侧重于检测存在性这一环节，对后二个方面涉及较少。本文以流行的扩频隐写作为研究的对象，对隐写分析技术的前两个方面做了细致的研究工作。试图将研究重心从检测存在性过度到检测消息的位置/容量。 本文首先提出关于检测存在性的流程和框架。并在此基础上提出了一种针对Block-DCT 隐写的隐写分析算法。通过在相邻像素对差中引入绝对值和8 邻域像素对，扩大块内部相邻象素差同块与块之间象素差的分布不同，达到提高检测能力的目的。使得一些在低嵌入情况下难以检测的隐写图像得到正确检测。 其次，研究了隐写分析在检测消息位置/容量方面的最新技术，提出关于检测消息位置/容量的流程和框架。并在此基础上提出一种针对序列扩频隐写的隐写分析算法。对平稳载体信号，采用优化的和非优化序列概率累加和来估计消息嵌入的终端位置k1 和起始位置k0。并且在考虑总体误差的条件下，进一步修正提出的k0, k1 判别式,从而避免低SNR 带来的检测错误,降低误检概率和漏检概率。对以实际图像作载体的非平稳信号，提出一种新的方法：采用窗口法计算各序列位的方差，并提出对SPRT 先进行域值处理再进行累加和测试的新方案，以此提高非平稳信号序贯概率测试精度，达到提高低嵌入事件检测正确性的目的。 最后，结合提出的算法设计了一个隐写分析软件系统。