抗几何攻击的最低有效位数字水印算法

摘要

近年来，随着电子信息技术的迅猛发展以及互联网技术的日渐普及，数字技术和网络技术也越来越普遍应用于人们的日常生活和工作之中。虽然网络化与数字化的信息时代给我们带来了高效便捷的生活，但同时信息系统也面临了各种安全威胁，因此，信息安全是我们必须面对且亟待解决的重要问题。现在，数字水印技术已经成为安全认证、隐秘通信和版权保护等的有效手段，对其进行研究具有重要的理论意义和现实意义。多年来，科学工作者已经研究出了各种数字水印的算法，但许多算法的抗几何攻击能力明显不足，且鲁棒性较差。因此，本文针对抗几何攻击的数字水印技术提出了一种新的基于空域的最低有效位的数字水印算法。
　　 文中简述了信息隐藏技术的相关基础知识，包括信息隐藏技术的概念、原理和分类等内容，介绍了数字水印发展的历史与现状，数字水印技术的概念、基本原理、一般框架、特性、性能评价指标及其应用领域。介绍了数字水印的各种攻击手段，尤其是几何攻击，对其进行了详细的分析，并且分类介绍了几种抗几何攻击的数字水印算法。接着，阐述了经典的LSB算法的基本原理，并对其抗攻击能力进行了简单的测试。测试结果表明，虽然基本的LSB数字水印算法的水印嵌入容量比较大，实现起来比较容易，但不足之处是它的抗几何攻击能力差。因此，本文针对这一问题，通过对几何攻击的基本原理进行分析，然后与可视密码学和图像归一化技术相结合，提出了一种新的抗几何攻击的LSB数字水印算法。该算法的主要思想是:首先，对水印进行预处理，文中利用了可视密码学技术，将水印信息隐藏到多幅图片中，与此同时，仅选取其中的一幅图片作为待嵌入的水印;然后，归一化载体图像，并提取图像的重要区域，此时应当选取图像的几何中心作为中心;最后，按照重要区域的大小对水印进行缩放操作，这样可以达到不破坏水印与载体之间的同步性的目的，然后，通过一定的算法选取随机性良好的嵌入位置将水印信息嵌入进去。通过相关的实验分析，结果表明，该算法的抗几何攻击能力良好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本文研究课题的背景及意义

1．2 数字水印技术的国内外研究现状以及存在的问题

1．3 本论文的主要研究内容

1．4 本文的组织结构

第二章 数字水印技术概述

2．1 信息隐藏技术

2．1．1 信息隐藏技术的概念

2．1．2 信息隐藏技术的分类

2．2 数字水印技术

2．2．1 数字水印的基本原理

2．2．2 数字水印的基本特点

2．2．3 数字水印的常见算法

2．2．4 数字水印的性能评估

2．2．5 数字水印的应用领域

2．3 小结

第三章 抗几何攻击的数字水印算法

3．1 数字水印的攻击方法

3．2 几何攻击

3．2．1 全局几何攻击

3．2．2 局部几何攻击

3．3 抗几何攻击的数字水印算法

3．3．1 穷举法

3．3．2 同步模板法

3．3．3 不变水印法

3．3．4 绝对同步法

3．4 小结

第四章 基于图像空域的LSB数字水印算法

4．1 人类视觉系统理论

4．2 LSB基本理论

4．2．1 位平面的基本概念

4．2．2 LSB基本概念及理论

4．3 LSB算法实现及测试

4．3．1 试验环境和相关数据

4．3．2 水印的嵌入

4．3．3 水印的提取

4．3．4 水印的安全性测试

4．4 小结

第五章 抗几何攻击的LSB数字水印算法

5．1 算法背景

5．2 水印的基本原理和过程

5．3 水印算法的技术与实现

5．3．1 可视密码学

5．3．2 图像的归一化

5．3．3 重要区域

5．4 预处理算法

5．4．1 预处理水印

5．4．2 预处理载体

5．5 水印的嵌入与检测

5．5．1 嵌入位置的选取策略

5．5．2 水印嵌入

5．5．3 水印检测

5．6 实验及结果分析

5．6．1 感知性评价指标

5．6．2 感知性实验

5．6．3 几何攻击实验

5．7 小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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