数字图像信息隐藏技术的研究

摘要

数字信息革命给我们的社会和生活带来了巨大的变化,同时,也带来了新的挑战和革新的机会.该论文主要讨论了数字图像的置乱技术、数字图像的伪装技术和数字水印.介绍了信息隐藏技术的由来、信息隐藏技术的主要分支及一些应用;提出了两种数字图像置乱技术;给出了基于文件头信息伪装算法,同时把信息隐藏技术应用于邮件的安全传输系统中;还提出了一种双水印技术.该文的主要贡献在于:1.提出了一种基于抽样技术的数字图像置乱方法.描述了数字图像抽样(sampling)的概念、周期;证明了数字图像抽样技术具有周期性;给出了一些常用抽样的周期,把抽样技术用于数字图像置乱,增强了信息隐藏的不可感知性;分析其置乱的效果,提出了进一步的改进算法.2.提出了一种基于面包师变换的数字图像置乱新算法.给出了K进制面包师变换的定义,并讨论了其在数字图像置乱中的应用.特别是,该文对基于面包师变换的数字图像置乱算法的鲁棒性进行了分析(如密钥空间、相邻像素的相关性、抗图像处理等).实验结果表明这种置乱方法能够在一定程度上抵抗一些通常的图像攻击,如裁减、压缩和高斯噪音等.3.提出了一种脆弱的数字水印技术.分析位图文件头的冗余,利用其冗余性,结合置乱技术,把机密信息嵌入其中.不影响图像的内容,可与其它伪装算法相结合,提供多重保护;实验结果表明,任何冗余都可应用于隐藏机密信息,只是不同的应用要求不同的安全性.4.给出了信息隐藏技术在电子邮件安全传输系统中的应用.分析电子邮件传输的安全问题得知只加密邮件并不能完全保证电子邮件的安全传输,因为密文表明机密信息的存在,易受到攻击.而基于信息隐藏技术的电子邮件安全传输方案,利用数字图像为载体,把邮件信息隐藏到图像中,隐藏信息本身的存在性来达到安全传输的目的.提供比邮件加密方案更深层的保护.5.提出了一种双水印技术.利用人类心理学、视觉模型,在一幅图像中嵌入可见和不可见两种水印,结合这两种水印的优点,给数字图像版权提供双重保护.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1信息隐藏技术的由来

1.2信息隐藏技术的主要分支

1.3信息隐藏技术的一些应用

1.4本文所作的工作及论文大纲

1.4.1数字图像置乱技术

1.4.2信息伪装术

1.4.3数字水印技术

1.4.4论文大纲

第二章数字图像置乱技术

2.1引言

2.2数字图像置乱的分类

2.3基于抽样技术的数字图像置乱技术

2.3.1抽样过程

2.3.2抽样过程的周期

2.3.3数字图像置乱实例

2.3.4置乱分析

2.3.5改进算法

2.4基于面包师变换的数字图像置乱技术

2.4.1面包师变换

2.4.2置乱算法

2.4.3数字图像置乱实例

2.4.4置乱分析

2.5小结

第三章信息伪装术

3.1引言

3.2伪装系统的构架及分类

3.2.1秘密通信的构架

3.2.2无密钥信息伪装

3.2.3私钥信息伪装

3.2.4公钥信息伪装

3.3伪装系统安全性分析

3.3.1被动攻击

3.3.2主动攻击

3.3.3恶意攻击

3.4基于位图文件头信息伪装技术

3.4.1位图文件分析

3.4.2嵌入算法

3.4.3文件头伪装技术实例

3.5邮件隐秘传输技术

3.5.1电子邮件的安全问题及解决方案

3.5.2基于信息隐藏技术的邮件安全传输

3.5.3安全分析

3.5.4邮件安全传输实例

3.6小结

第四章数字水印技术

4.1引言

4.2定义和公式化表述

4.3不可见水印：解决所有权问题

4.4无效的所有权声明

4.5不可逆的图像水印

4.6可见水印与不可见水印共存的双水印方案

4.6.1图像的可见水印技术

4.6.2不可见水印技术

4.6.3 双水印实例

4.7 小结

第五章总结

5.1本文所作工作的总结

5.1.1数字图像置乱技术

5.1.2信息伪装术

5.1.3数字水印技术

5.2进一步的研究方向

5.2.1数字图像置乱技术方向

5.2.2信息伪装术方向

5.2.3数字水印技术方向

参考文献

致谢

附录 程序文档

申请学位期间的研究成果及发表的学术论文