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一种基于图像和音频再编码处理的隐写防范方法

摘要

本发明公开了一种基于图像和音频再编码处理的隐写防范方法,包括步骤:1)通过监听信道,从发送方截获传输中的文件或数据包;2)对截获的文件或数据包提取出图像和音频文件;3)根据提取出的图像和音频文件的文件头和内容确定文件的格式,进行解码,得到图像和音频数据;4)对得到的图像或音频数据采用隐写防范方法进行处理;5)按照解码时的图像和音频的格式,对步骤4)处理过的文件重新编码;6)按照截获图像和音频的存在形式,对步骤5)处理过的文件重新封装;7)继续发送给接收方。本发明的方法能够有效防止通过图像和音频隐写进行信息泄露和非法通信,接收方由于无法得到和发送方一致的图像或音频数据,无法提取隐藏信息。

著录项

  • 公开/公告号CN101908203A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2010-12-08

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国科学院软件研究所;

    申请/专利号CN201010230477.0

  • 发明设计人 黄炜;赵险峰;冯登国;

    申请日2010-07-13

  • 分类号

  • 代理机构北京君尚知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人冯艺东

  • 地址 100190 北京市海淀区中关村南四街4号

  • 入库时间 2023-12-18 01:18:04

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2012-07-11

    授权

    授权

  • 2011-01-19

    实质审查的生效 IPC(主分类):G06T1/00 申请日:20100713

    实质审查的生效

  • 2010-12-08

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属于信息安全技术领域,涉及隐写防范方法,具体涉及基于图像和音频再编码处理的隐写防范方法。

背景技术

随着电子计算机和互联网的普及,多媒体成为人们传递信息的主要载体。其中,图像和音频等多媒体在内容上存在较大的感官冗余。人们在技术上可以利用这些冗余,在可公开的媒体中做少量修改,嵌入难以察觉的隐蔽信息以进行保密通信,即进行“隐写”(Steganography)。相较于传统加密通信注重保密通信内容,隐写通信隐蔽了保密通信的事实,使得监听者难以从中找到敏感信息进行分析。但是,一方面,基于隐写进行的保密通信获得了额外的安全;另一方面,隐写技术的非法应用对社会的潜在危害性也比非法加密通信更大。隐写分析(Steganalysis)技术作为分析隐写行为是否存在于通信内容的技术,近年来发展迅速。然而,当前隐写分析的正确率往往较低,计算复杂度却较高。如今互联网上存在许多可以免费下载的且能抵抗一部分隐写分析方法的高隐蔽性隐写软件,不法分子可以使用或改造之后使用它们进行泄密和非法通信,这给国家相关部门和企业的信息安全带来威胁。

当前,国内外主要提出和使用的隐写方法总体可以分为以下几类:

(1)量化索引调制(QIM,Quantization Index Modulation)类隐写方法。在这类隐写方案[1]中(参考文献[1]B.Chen and G.W.Wornell.An Information-theoretic Approach to the Design of Robust Digital Watermarking Systems.In Proc.IEEE Int.Conf.Acoustics,Speech,and Signal Processing(ICASSP′99),March 15-19,1999,Phoenix,AZ,pp.2061-2064),嵌入算法根据不同的嵌入比特选用对应的量化步长或矢量来量化载体信号,它们产生的量化值不重合,因此水印提取算法可以判断所承载的水印比特。Chen等[2]提出了带抖动调制(DM,Dither Modulation)的QIM隐写算法(参考文献[2]B.Chen,and G.W.Wornell.Quantization index modulation:a class of provably good methods for digital watermarking and information embedding.IEEE Trans.Info.Theory,47(4):1423-1443,May 2001)。这是信息隐藏的基本算法之一。由DM-QIM演化得到的隐写还包括标量Costa方案(SCS,Scalar Costa Scheme)[3]、基于抖动补偿(DC,Distortion Compensation)的QIM(DC-QIM)[2]和具有统计特性恢复的DC-QIM[4]等(参考文献[3]J.J.Eggers,R.Bauml,R.Tzschoppe,and B.Girod.Scalar Costa Scheme for Information Embedding,IEEE Trans.Signal Processing,51(4):1003-1019,April 2003;参考文献[4]K.Solanki,K.Sullivan,U.Madhow,B.S.Manjunath,and S.Chandrasekaran.Statistical Restoration for Robust and Secure Steganography.IEEE Int.Conf.Image Processing,Sep.11-14,2005,Genoa,ITALY,pp.2237-2240)。

(2)最低有效位(LSB,Least Significant Bit)类隐写算法。LSB算法通过修改空间域或变换域的最低有效位(或衍生为次低有效位,Middle Least Significant Bit)的方法嵌入隐蔽信息。目前主要使用的变换域包括空域、时域、JPEG量化系数和MP3量化系数等。空域的LSB隐写软件主要包括WBstego、Txt2Bmp、Steghide、S-Tools、Hermetic Stego、White Noise Storm、Z-File和“轻松图片加密”等,支持JPEG图像LSB隐写的软件主要包括JSteg、F3、F4等。F3和F4只在非0值系数上嵌入并且引入了略为复杂的嵌入策略减少嵌入带来的统计变化。MP3Stego[5]通过调整MP3编码过程在编码块长度的LSB中进行嵌入。(参考文献[5]Fabien A.P.Petitcolas.MP3Stego v1.1.18.

http://www.petitcolas.net/fabien/software/MP3Stego_1_1_18.zip.2006)

(3)矩阵编码类隐写算法。F5[6,7]方法是F3和F4的改进版本,但是,F5具有的特点已经很不同于基于扩展LSB的F3和F4,它引入了系数置乱、矩阵编码,并使用了正奇数和负偶数表达1、负奇数和正偶数表达0等措施,因此具有独特的性质。MME(Modified Matrix Encoding,修改矩阵编码)算法[8]将原有的矩阵编码对单一位置进行修改扩展为可以对多个位置进行修改,找到一个最低扰动的位置组合,达到抵御通用分析的效果(参考文献[6]A.Westfeld.F5-A Steganographic Algorithm.In Proc.IH′01,LNCS 2137:289-302,Springer-Verlag,2001;参考文献[7]Andreas Westfeld.F5v11.

http://www1.inf.tu-dresden.de/~aw4/publications.html,2008;参考文献[8]Y.Kim,Z.Duric,and D.Richards.Modified Matrix Encoding Technique for Minimal Distortion Steganography.IH′2006,LNCS,4437:314-327,Springer-Verlag,2007.)。

(4)基于感知自适应的隐写方法。基于扩频的方法[9]也是较早出现的信息隐藏技术之一,它在数字媒体的空间域或变换域嵌入代表隐藏信息的伪随机噪声序列,提取算法通过计算相关性接受这些信息。该方法在隐写也有应用[10]。当前主要出现了基于感知特性自适应的DC-QIM[11]、扰动量化(PQ,Perturbed Quantization)[12]和扩频技术等的隐写,其中一些方法已经得到新的改进,如出现了基于能量自适应的PQe和基于纹理自适应的PQt[13]。面向音频出现了基于正交频分复用的隐写[14]([9]I.Cox,J.Kilian,T.Leighton,and T.Shamoon.Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia.IEEE Trans.Image Processing,6(12):1673-1678,1997;参考文献[10]L.Marvel,C.G.Boncelet,Jr,and C.T.Retter,Spread Spectrum Image Steganography,IEEE Trans.Image Processing,8(8):1075-1083,1999;参考文献[11]K.Solanki,N.Jacobsen,U.Madhow,B.S.Manjunath,and S.Chandrasekaran.Robust Image-Adaptive Data Hiding Using Erasure and Error Correction.IEEE Trans.Image Processing,vo1.13(12):1627-1639,Dec.2004;参考文献[12]J.Fridrich,M.Goljan,and D.Soukal.Perturbed Quantization Steganography.Multimedia Systems,11(2):98-107,2005;参考文献[13]J.Fridrich,Tomás Pevny,and Jan Kodovsky.Statistically Undetectable JPEG Steganography:Dead Ends Challenges,and Opportunities.Proc.MM&Sec 2007,pp.3-14,ACM Press,2007;参考文献[14]S.Wang,X.Zhang,and K.Zhang.Data Hiding in Digital Audio by Frequency Domain Dithering.LNCS 2776:383-394,Springer-Verlag,2003)。

(5)调色板及索引的隐写算法。GifShuffle隐写软件[15]实现了基于改动调色板的方法不改动图像颜色,而是改变调色板颜色索引值的排列顺序,并结合密钥用特定的排列顺序表达隐藏信息。其它方法包括利用亮度序号的奇偶性[16]、RGB颜色分量的算术值[17]以及最佳奇偶分配(OPA,Optimal Parity Assignment)法[18]等(参考文献[15]The Gifshuffle Home Page.http://www.darkside.com.au/gifshuffle/.2003;参考文献[16]R.Machado.EzStego v2.0,http://www.stego.com.2010;参考文献[17]J.Fridrich and M.Goljan.A new steganographic method for palette image.In IS&T PICS,Savannach,Georgia,1999,pp.285-289;参考文献[18]J.Fridrich and D.Rui.Secure Steganographic Method for Palette Images.In Proc.IH′99,LNCS 1768:47-60,Springer-Verlag,2000)。

(6)钥控变换或者嵌入位置下的隐写。为了提高安全性,一些变换域水印算法转而基于在密钥控制的变换域中嵌入数字水印[19,20,21],也有的用密钥选择嵌入位置[22]。当前,这个方法已经被逐渐用于隐写领域,主要包括基于嵌入位置漂移的YASS算法[23]和基于密钥控制的DCT、DFT和小波变换的信息隐藏方法[24]。基于钥控变换的隐藏方法,由于分析者难以得到准确的嵌入域,在猜测的嵌入域中,隐藏信号的能量一般扩散到原来未嵌入的位置,因此这些方法能够削弱隐写带来的特征,并且分析者的猜测参数也会干扰观察的效果(参考文献[19]J.Fridrich,A.C.Baldoza,and R.J.Simard.Robust Digital Watermarking Based on Key-dependent Basis Functions,In Proc.IH′98,D.Aucsmith,ed.,Portland,OR,USA,15-17April,1998,LNCS,vol.1525,pp.143-157,Springer-Verlag,1998;参考文献[20]W.Dietl,P.Meerwald,and A.Uhl.Protection of Wavelet-based Watermarking Systems Using Filter Parametrization.Signal Processing,83(2003):2095-2116,2003;参考文献[21]X.F.Zhao,B.B.Xia,and Y.Deng.Strengthening QIM-based Watermarking by Non-uniform Discrete Cosine Transform.In Proc.IH′08,LNCS 5284:309-324,Springer-Verlag,2008;参考文献[22]N.Provos and P.Honeyman.Hide and seek:An introduction to steganography.IEEE Security & Privacy,vol.1(3):32-44,2003;参考文献[23]K.Solanki,A.Sarkar,and B.S.Manjunath.YASS:Yet Another Steganography Scheme That Resists Blind Steganalysis.Proc.IH′07,LNCS,vol.4567,pp.16-31,Springer-Verlag,2008;参考文献[24]邓艺,赵险峰,冯登国.基于非均匀DCT的量化索引调制隐写,电子与信息学报,32(2):323-328,2010)。

(7)其它隐蔽性得到提高的隐写。还有一些原来被认为容易泄漏特征的隐写算法得到了改进,这些新改进的隐写方法包括:能够保持直方图特征的LSB隐写、能够反RQP分析的彩色图像隐写、反调色板分析的隐写等。

(8)基于冗余文件格式的方法。一些多媒体文件格式在文件头或文件末尾附加隐蔽信息。此类方法已经在Hide2BMP、BmpData、Emptyic、Steganography、Masker、AppendX、DStego、“BMP文件隐藏加密器”、“卧虎藏龙”、“渗透”和“加密奇兵”等隐写工具中实现。

隐写的危害性主要有如下两点:

(1)隐写术是主要的泄密方法。根据国外媒体的报道和相关公司的报告[25,26,27],恐怖组织可能通过隐写对其成员传达指令。此外,其他犯罪组织也可能利用隐写术进行通信,将机密信息隐藏在正常图像或音频中进行泄密,以逃避有关部门的注意(参考文献[25]C.Hosmer,Christopher Hyde.What You Can′t See Can Hurt You...The Danger of Steganography.The Security Journal.Security Horizon,Inc.vol.4,pp.4-6,2000;参考文献[26]J.Kelley.Terror Groups Hide behind Web Encryption.USA Today,http://www.usatoday.com/tech/news/2001-02-05-binladen.htm.2010;参考文献[27]D.Sieberg.Bin Laden Exploits Technology to Suit His Needs,CNN,http://edition.cnn.com/2001/US/09/20/inv.terrorist.search/.2010)。

(2)隐写文件可以自由穿透防火墙。高隐蔽性隐写工具并不改变原有载体的大部分特征(文件格式和大小),对信号的视觉或听觉特征改变量很小。直接发送某份敏感文件可能会被防火墙阻挡,但是,将其嵌入图像或音频载体后,生成的隐写文件即可以穿过防火墙。接收者可以正确获取隐蔽信息。而且从系统日志看,隐写通信和一般通信没有区别。

隐写分析技术试图发现隐写的存在性,然而,现有的隐写分析技术普遍在适用面、可靠性和实时性等方面存在局限:

(1)专用分析方法是针对特定的一种或几种隐写算法而设计的分析方法。此类方法虽然准确率较高,但适用面窄。即使一个图像或音频样本通过了某几项针对性分析,并无法排除其为隐写文件的可能性。

(2)通用分析方法是指不针对特定的隐写算法、而根据图像特征来判断是否隐写的分析方法。此类方法受到图像特征差异的影响严重,其准确率普遍不是很高。大多分析技术预设信源分布模型,实际使用中相机或录音设备采集的图像或音频不可能完全遵照某种分布模型。如果出现大量误判,隐写文件仍有可能通过分析,逃过检查。

(3)大部分隐写分析算法复杂度高,计算时间长。很多隐写分析算法还需要根据待测图像或音频,选择特征相近的大量图像或音频进行分析针对性训练。而每时每刻信道上的图像或音频格式变化多样,一一分析将造成反映时间长,传输速度降低。这些因素限制了隐写检测在实时环境中的应用。

在本发明领域已有的相关发明的情况如下:

申请号为200810152339.8的文献“数字音视频信息隐藏过滤方法”针对防范在视频中进行隐写,提出一种包括音视频复用模块、隐藏分析模块、格式冗余处理模块、隐藏加扰模块和复用封装模块的音视频信息隐藏过滤方法,根据隐写分析的结果决定对音视频进行弱扰动或强扰动,但该发明与本发明有重要区别。首先,该发明提到的音视频是通常所说的视频,即视频流和音频流的合体,其中音频流仅指视频伴音。而本发明所针对的是图像隐写防范和音频隐写防范;其次,该发明基于隐写分析进行隐写过滤,因此计算代价较高,而本发明根据用户预设置的方案确定具体处理操作,实时性强;第三,该发明将音视频的视频数据和音频数据解码到空域或时域,而本发明根据用户设置,可以解码到空域或时域,也可以只解码到频域系数或频域量化系数。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于,本发明提出一种多种图像和音频隐写防范方法,利用隐写术容易被主动攻击所干扰的特点,用对图像和音频扰动、信号处理和再编码的隐写防范方法干扰隐写图像和隐写音频的传输,在在兼顾实时性及不影响网络通信正常传输的情况下,提供多种可靠的图像和音频隐写防范方法以及相关的防范框架,使接收方无法用和发送方相同的参数正确提取信息,隐写者难以基于图像或音频隐写进行保密通信或者泄密。

本发明提出的图像和音频隐写防范方法,它们适合部署在网关或者防火墙等通信设备中。其方法是,从通信信道中截获传输的文件并剥离出图像或音频,解码该图像或音频,并进行扰动、处理和再编码等隐写防范处理,最终形成新的文件并封装数据包提交给接收方。本发明所采用的技术方案总体包括如下步骤(所有方法都由计算机软件完成):

(1)截获通信数据包。在网络上截获发送方传输的通信内容,并阻止未经隐写防范处理的通信。

(2)剥离图像或音频。对截获的数据包中含有可疑形式的文件(包括:图像或音频文件,图像或音频压缩文件,以及包含上述形式的复杂格式文档)进行解码,剥离出图像或音频文件。对于同时包含图像和音频的复杂格式文档,将其中图像和音频剥离出来并分别处理。

(3)解码图像或音频。在对一个剥离得到的图像或音频文件处理前,先根据文件头和内容确定文件的具体格式,然后直接解码到变换域;或者直接解码到空域或时域;或者直接解码到空域或时域并变换到变换域。。

(4)对步骤(3)得到的图像或音频根据配置进行扰动、信号处理和再编码等隐写防范处理,或上述形式的复合。其中扰动包括加噪、变形和去同步等。

(5)对处理后的图像或音频重新编码。按照步骤(3)所解码的图像或音频格式,对步骤(4)处理过的数据按照步骤(3)解码的程度重新编码。

(6)封装图像或音频。按照步骤(1)所截获通信数据包中的图像或音频形式,对步骤(5)处理过的文件重新编码封装,即用处理后的图像或音频文件替代以前的图像或音频文件。

(7)继续发送通信数据包。对封装后的文件,重新封装数据包并发送给接收方。

对于上述图像和音频隐写防范方法步骤(4),根据用户预设配置进行具体的处理。在采取加噪扰动的隐写防范处理方式时,可以是如下形式:小幅度量化、系数替换和加高斯噪声或均匀噪声等形式。在采取变形扰动的防范处理方式时,可以是如下形式:轻微旋转、轻微扭曲等形式,并重采样。在采取去同步扰动的防范处理方式时,可以是如下形式:轻微裁剪和删除小部分行、列或采样点等形式。

对于上述图像和音频隐写防范方法步骤(4),在采取信号处理的隐写防范处理方式时,可以是如下形式:再次有损压缩、重采样、滤波和其他图像或音频处理等形式,或上述形式的复合。

对于上述图像和音频隐写防范方法步骤(4),在采取再编码的隐写防范处理方式时,本步骤可以不做任何处理,但步骤(5)所使用的编码方式或编码参数必须不同于步骤(3)。

本发明对相关技术领域的效果包括:

(1)能够有效防止通过图像和音频隐写进行信息泄露和非法通信。通过以上隐写防范的方法,可以有效阻止图像和音频隐写被恶意使用和滥用。在接收方对本发明的方法处理过的文件提取隐蔽信息时,由于无法得到和发送方一致的图像或音频数据,因此无法提取隐藏信息。

(2)实时性。文件编码解码工作不必做分类训练等复杂运算,耗时较短,可以适应互联网环境的需要。例如,防火墙可以安装隐写防范模块或者使用隐写防范服务,同时满足对转发消息报文不造成太大的延迟。

(3)不可感知性。经过本发明的处理方法和框架改动过的图像或音频,接收方在视觉和听觉上难以察觉处理过程的存在性。

附图说明

图1是本发明的图像和音频隐写防范方法流程示意图;

图2是本发明的图像和音频文件剥离模块流程示意图;

图3是本发明的图像解码模块流程示意图;

图4是本发明的音频解码模块流程示意图;

图5是本发明的图像加扰处理模块流程示意图;

图6是本发明的音频加扰处理模块流程示意图;

图7a是发送方嵌入的信息;

图7b是对未经本发明提出的方法处理的隐写图用F5隐写软件提取时的输出信息;

图7c是对经本发明提出的方法处理后的隐写图用F5隐写软件所提取时的出错提示信息。

具体实施方式

本发明所提出的图像和音频隐写防范方法适用于任何图像和音频文件,以及可能包含图像或音频文件的复杂格式文档。其主要过程框架包括图像和音频截取模块、图像和音频剥离模块、图像和音频解码模块、图像和音频隐写防范处理模块、图像和音频再编码模块、图像和音频封装模块和图像和音频继发模块等7个模块。用本发明的框架在通信信道上截获并分别扰动通信数据中的图像和音频数据成分,达到隐写防范的目的。

下面结合附图和实施示例,对本发明的技术方案做进一步描述。

本发明对图像和音频隐写防范的整体流程框架,分为7个模块,如图1所示。通信数据包截取模块(模块A)是整个流程框架的开始部分,截获通信内容数据包,为后续环节处理的基础。图像和音频剥离模块(模块B)是整个流程框架的基础部分,为后续环节提供可处理的图像和音频文件。图像和音频解码模块(模块C)通过文件头和文件内容判断图像或音频的编码格式,找到对应解码器进行解码,得到空域像素值数据、时域幅值数据或变换域系数值数据。图像和音频处理模块(模块D)通过对图像或音频进行隐写防范处理,具体包括扰动、信号处理和再编码等隐写防范处理。其中扰动包括加噪、变形和去同步等。隐写防范处理破坏发送方传递给接收方的载体,是本框架的重点环节。图像和音频再编码模块(模块E)将处理后的图像或音频按照原有格式编码为图像或音频文件。图像和音频封装模块(模块F)按模块A中图像或音频的表示形式将处理后的图像或音频封装替代原有图像和音频。通信数据包继发模块(模块G)是框架的最后一个处理环节,将前面环节生成的新文件封装成数据包继续发送给接收者。接收者受到的图像或音频和发送者不一致,也就无法提取出正确的隐蔽信息。

本发明的模块A的功能为,从发送方截获通信内容数据包,并阻止未经隐写防范处理的传输。

本发明的模块B的功能为,将图像或音频从复杂的格式文档中剥离出来,如图2所示。图像或音频文件在截获数据中的存在形式一般包括三类:图像或音频文件、复杂格式文档或压缩文件。模块B重点监测这三类文件,并作相应处理:

(1)如果截获的数据是格式文档(如Word文档、PowerPoint幻灯片和RTF文档等),则查找文档内是否含有图像或音频对象;

(2)如果截获的数据是压缩文件,则对其解压缩并查找其中是否含有图像或音频文件;

(3)如果截获的数据是图像或音频文件,则直接剥离并输出;

(4)上述条件(1)、(2)中剥离的文件,如果包含复杂格式文档,则按条件(1)处理;如果包含压缩文件则按条件(2)处理;如果包含图像或音频文件,则按条件(3)处理。

本发明的模块C的功能为,对图像或音频文件进行解码,直接解码到变换域;直接解码到空域或时域;直接解码到空域或时域并变换到变换域,并且可以对整个文件解码或对其中的一部分文件块进行解码。

模块C的图像解码部分如图3所示。模块C将图像文件保存为空域的像素值数据或变换域的系数值数据。其中,变换域包括离散余弦变换(DCT)域、DCT量化域、离散傅立叶变换(DFT)域、非均匀NDCT域、非均匀NDFT域、离散小波(DWT)域及其他形式的变换域。对于图像文件保存为空域像素值数据时,采用下述方法处理:

(1)如果图像为位图文件,则直接保存为像素值数据;

(2)如果图像为无损压缩的文件,则根据相应编码表解压缩保存其像素值数据;

(3)如果图像为索引图像,则根据查找相应索引保存其像素值数据;

(4)如果图像为有损压缩图像,则根据其编码器解码至空域保存。

对于图像文件保存为变换域的系数值数据时,采用下述方法处理:

(1)如果图像为有损压缩图像,并且其表示的域和指定保存的目标变换域一致,则将其解码至变换域保存;

(2)如果图像不为有损压缩图像,或其表示的域和指定保存的目标变换域不一致,则将其解码至空域,再变换至变换域保存。

模块C的音频解码部分如图4所示。模块C将音频文件保存为时域的幅值数据或变换域的系数值数据。对于音频文件保存为时域幅值数据时,采用下述方法处理:

(1)如果音频为波形声音文件,则直接保存为时域幅值数据;

(2)如果音频为无损压缩的文件,则根据相应编码表解压缩保存其时域幅值数据;

(3)如果音频为有损压缩音频,则根据其编码器解码至时域保存其时域幅值数据;

对于音频文件保存为变换域数据时,采用下述方法处理:

(1)如果音频为有损压缩音频,并且其表示的域和指定保存的目标变换域一致,则将其解码至变换域保存;

(2)如果音频不为有损压缩音频,或其表示的域和指定保存的目标变换域不一致,则将其解码至时域,再变换至变换域保存。

本发明的模块D对图像或音频进行隐写防范处理,其中包括扰动、信号处理和再编码或上述三种方式的复合,其中扰动的方法为加噪、变形和去同步。其中对图像数据的处理如图5所示,对音频数据的处理如图6所示。

本发明的模块D对图像或音频进行加噪扰动时,具体可以是如下方法:

(1)小幅度量化:对图像(或音频)数据在空域(或时域)或其他变换域的幅值,以一个较小的步长做标量量化,并使用一个伪随机抖动。

(2)系数替换:将图像(或音频)数据在空域(或时域)或其他变换域中系数值为ci的系数部分(或全部)修改为cj,同时将系数值为cj的系数部分(或全部)修改为ci

(3)添加噪声:对图像(或音频)数据在空域(或时域)或其他变换域的幅值矩阵,加上一个微弱的噪声信号矩阵,得到新的数据。

本发明的模块D对图像或音频进行变形扰动时,具体可以是如下方法:

(1)轻微旋转:随机或固定选取图像某一点,将图像旋转一个较小的角度,并重新采样。

(2)轻微扭曲:将图像的某几个端点移动位置,并重新采样。

经过上述变换的图像或音频,需要重新采样,以使计算机可以表示其内容。

本发明的模块D对图像或音频进行去同步扰动时,具体可以是如下方法:

(1)轻微裁剪:沿着图像(或音频)数据的边缘,删除若干条边(或若干个点)。

(2)剔除线条:在图像数据空域左上角像素点附近的位置及图像右下角像素点附近的位置随机各选取一个点,并连成一条直线。将该直线在图像中经过的像素点删除,然后把被切割的两部分图像合并。

(3)剔除采样点:从音频数据时域幅值采样点中均匀地随机选择删除一部分采样点。

经过上述变换的图像或音频,可以重新采样,也可以不重新采样。

本发明的模块D对图像或音频进行信号处理时,具体可以是如下方法:

(1)再次有损压缩。对图像或音频数据按有损压缩编码方式或经改造的方式,进行有损压缩编码。

(2)重采样:对图像或音频数据按照一定比例缩放,或按一定精度重新采样。

(3)滤波:对图像或音频数据以一种的滤波器在一定参数下进行滤波处理。

本发明的模块D对图像或音频进行再编码处理时,可以不改变图像或音频数据本身。但是,在模块E处理时,须采用与模块C解码时不同的编码方式或很不相同的参数。

本发明的模块D可以根据用户的配置选择隐写防范方法,例如,小于100K的文件只做滤波变换,大于100万像素的文件做轻微裁剪等。

本发明的模块E的功能为,将相应的图像或音频数据编码成图像或音频文件。模块D采取重编码处理的,模块E须采用与模块C解码时不同的编码方式或很不相同的参数。模块D采取其他处理方式的,模块E可以将处理后的像素值据按模块C提取前的格式编码成相应图像文件,并将处理后的时域幅值数据按模块C提取前的格式编码成相应音频文件。

本发明的模块F的功能为,将模块E保存的图像或音频文件,按照模块B剥离前的存在形式(例如WordRTF、或RAR等文件格式)重新替换模块B中的内容,并重新封装成新的文件。

本发明的模块G的功能为,将模块F封装后的数据形式,按照模块A截获前的存在形式继续发送给接收方。

本发明所提出的方法可以达到破坏接收方使之无法得到正确隐蔽信息的效果。以发送方使用F5隐写工具为例,具体实施效果如图7a-图7c所示。发送方选择一幅隐写底图,即载体图;发送方用F5隐写工具对该载体图进行隐写,其嵌入的隐蔽信息的密文形式如图7a所示,嵌入后的隐写图和载体图十分相似。发送方将该隐写图发送给接收方,在未经本发明提出的方法处理的隐写图使用通信双方事前约定的口令所提取的信息时F5隐写工具的命令行输出结果如图7b所示,提取的结果和图7a所示一致。可以看出接收方准确得到了加密后的消息,解密后即可得到隐蔽信息。发送方经本发明提出的方法处理后的隐写图和原隐写图也十分相似;经本发明提出的方法处理后的隐写图使用通信双方事前约定的口令所提取时F5隐写工具提示的错误信息,如图7c所示,提取的文件为空。可以看出,接收方无法获得正确的密文或部分正确的密文,从而也就无法解密获得正确的消息。

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