信息隐藏技术与应用考试材料

1.名词解释。

隐秘信道：指允许进程以危害系统安全策略的方式传输信息的通信信道。利用计算机系统中的未使用和保留的空间，利用计算机系统中的隐通道，利用密码协议中的阈下信道。

隐写术：把秘密消息隐藏于其他信息当中，其中消息的存在形式较为隐秘。隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送消息，因此它的主要要求是不被检测到和大容量等。

数字水印：数字水印是指嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像，文字，符号，数字等一切可以作为标识和标记的信息；其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹（追踪发布多份拷贝）和完整性保护等。

数字指纹：每个水印都是一系列编码中唯一的一个编码，即水印中的信息可以唯一地确定每一个数字产品的拷贝，因此，称它们为指纹或标签。

脆弱水印：脆弱水印是一种在数字图像作品发生任何形式的改变时都无法检测出来的水印。可见水印：电视屏幕左上角的电视台的台标是肉眼可以看见的水印，即可见水印。

嵌入域：

盲隐藏：若在提取隐藏信息时不需要利用原始载体，则称为盲隐藏。

索引图像：是一种把像素值直接作为RGB调色板下标的图像。索引图像可把像素值“直接

映射”为调色板数值。

2.信息隐藏按照保护对象分为几类？它们各自的侧重点是什么？

答：主要分为隐写术和水印技术。

（1）隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送信息，因此他的主要要求是不被

检测到和大容量等；

（2）数字水印是指嵌在数字产品中的数字信号，可以说图像，文字，符号，数字等一切可

以作为标识和标记的信息，其目的是进行版权保护，所有权证明，指纹（追踪发布多份拷贝）和完整性保护等，因此他的要求是鲁棒性和不可感知性等。

3.鲁棒性。透明性，嵌入量，安全性等常见的用来评价信息隐藏系统的属性，请解释它们的

含义。

鲁棒性：之不因图像文件的某种改变而导致隐藏信息丢失的能力。

透明性：也叫隐藏性。这是信息伪装的基本要求/利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，

经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的降质现象，而隐藏的数据却无法人为地看见或听见。

嵌入量：

安全性：指隐藏算法有较强的抗攻击能力，即他必须能够承受一定程度的人为攻击，而使隐藏信息不会被破坏，隐藏信息应该是安全的，应该经过某种加密后再隐藏，同时隐藏的具体位置也应该是安全的，至少不会因格式变换而遭到破坏。

4.信息隐藏的应用领域：

（1）数据保密

（2）数据的不可抵赖性

（3）数字作品的版权保护

（4）防伪

（5）数据的完整性

5.空域隐秘技术：最不重要位替换、伪随机置换、图像降级和隐蔽信道、二进制图像中的信息隐藏。

6.变换域方法是在载体图像的显著区域隐藏信息。

7.变换域的隐藏方法：使用离散余弦变换（DCT）在图像中嵌入信息；使用小波变换。

8.数字水印技术，是指在数字化的数据内容中嵌入的记号。被嵌入的记号通常是不可见或不可察觉的，但是通过一些计算操作可以被检测或被提取。水印与源数据（如图像、音频、视频数据）紧密结合并隐藏其中，成为不可分离的一部分。

9.数字水印与隐写术的区别：

（1）隐写术时信息隐藏的一个重要分支，专门研究如何隐藏实际存在的信息；隐藏信息可以与被保护信息无任何关联。

（2）水印相对与隐写术更强调健壮性；水印并不总需隐藏（可见水印）；隐藏信息与被保护信息间有密切关系。

8.所有嵌入水印的方法都包含两个基本的构造模块：水印嵌入系统和水印恢复系统。

||F ?Q k ||2=min 10.数字水印的应用 ：

（1）用于版权保护的水印

（2）用于盗版跟踪的数字指纹

（3）用于图像认证的水印

（4）商务交易中的票据防伪

（5）隐蔽标识

（6）隐蔽通信及其对抗

（7）数字广播电视分级控制

11.鲁棒性的作用:加入图像中的水印必须能够承受施加于图像的变换操作（如:加入噪声、滤 波、有损压缩、重采样、D/A 或A/D 转换等），不会因变换处理而丢失,水印信息经检验提取 后应清晰可辨。

12.确定水印鲁棒性大小的方法：

（1）首先将图像分为8×8 的块，根据高斯网络分类器决策选出特定的块。然后利用一个线 性DCT 约束或环形DCT 检测域对中频段DCT 系数进行变换，以传输水印信息。线性约束定 义为Y=FQ 。F 是经过修改的DCT 系数向量；Q 是由水印提供的权重向量。 根据最小二乘 算法改变DCT 系数。

（2）定义了一些包含DCT 频率系数的圆域，然后根据下式对选定的频率进行量化： i =1 ||F ?Q i ||2

这里Q ，i=1，2，…，H 是由水印提供的系数向量集合。在水印的恢复过程中，要对所有的 块验证其DCT 系数约束和位置约束。

（3）通过对DCT 块进行频率掩蔽，Swanson 等人也提出了一种DCT 域的水印技术。输入图 像被分为若干方块，对这些方块进行计算，由于掩蔽栅格可提高掩蔽频率附近的信号栅格的 可视阈值，对每一个DCT 块计算它的频率掩蔽。通过对最大长度的伪随机信号进行DCT 变 换，对可见的掩蔽进行放缩和处理，然后将这一水印加入到相应的DCT 块中，并通过空间 掩蔽来验证水印是否不可见，并控制缩放因子。

（4）在给定敏感指数的局部感知分类器基础上，Tao 和Dickinson 提出了一种自适应的DCT 域水印技术。将水印嵌入到交流DCT 系数中，根据默认的JPEG 格式压缩表，选择合适的系 数，使量化的单位最小，并按公式对选定的系数作修改。

（5）利用HVS 掩蔽特性的基于DCT 的水印方法。该水印由M 个符合正态分布的实数随机 序列组成X={x ，…，x}。原始图像I 的N ×N 个DCT 系数按Z 字形扫描重新排列为一维向量。 从该向量的起始位置L+1 处，选择M 个系数组成的向量T={t ，…，t}，并根据公式将水印嵌 入到T 中。

13.W-SVD的评价：

14.W-SVD算法的实现：

（1）图像小波分解及低频系数归一化（2）SVD变换

（3）正交随机矩阵的生成

（4）随机对角矩阵的生成

（5）替换

（6）图像的补充

15.W-SVD水印检测：

16.W-SVD各参数的意义：

17.水印的性能分析：

18.算法各参数与水印的不可见性关系：

（1）随着水印强度因子a的不断增大，水印对原始图像的破坏也越来越大，水印的不可见性降低。

（2）d/n对水印不可见性影响不大。

（3）随着小波分解尺度的增加，水印更集中在图像能量高的部分，对图像的感知质量造成的影响越来越大。

19.水印攻击：

20.常见的无意攻击：

（1）中值滤波

（2）锐化滤波

（3）马赛克攻击

（4）加噪攻击

（5）图像的旋转、剪切和改变大小

（6）JPEG压缩

（7）模糊处理

中值滤波与均值滤波的区别：中值滤波的输出是模板下像素的中间值，而均值滤波输出的是模板下像素的平均值。中值滤波对极限像素值的平滑处理效果比均值滤波好。

马赛克攻击的原理：将一幅图像中的像素按照一定大小的模板与相邻的像素一起取平均值，再将这个值赋给模板下的每一个元素。

图像的剪切有两种方法：

（1）剪取鼠标左键拖动的矩形区域；

（2）给定一组参数，包括剪取图像起始坐标、剪取图像的长度等，再按参数剪取。