信息隐藏与数字水印技术 第三章 隐写与隐写分析
信息隐藏技术第三章隐写与隐写分析
信息隐藏技术第三章隐写与隐写分析隐写术是一种信息隐藏技术，它通过在其他媒介中嵌入、存储或传输秘密信息，使其对外不可见或不易被察觉。
隐写术分为多种类型，其中隐写和隐写分析是其中两个重要方面。
隐写是指通过各种手段将秘密信息嵌入到另一种媒介中，使得只有特定的接受者能够探测到并提取出这些信息。
常见的隐写技术包括文本隐写、图像隐写、音频隐写和视频隐写等。
这些技术广泛应用于情报、网络安全和数字水印等领域。
文本隐写是将秘密信息隐藏在文本中的一种技术。
其中一种常见的方法是通过改变文本的字体、大小、颜色或字符间距等细小变化来隐藏信息。
另一种方法是通过在文本中的无关词汇或标点符号中嵌入秘密信息。
这些方法不会改变原始文本的外观，仅有经过特定处理的接收方能够提取出隐藏的信息。
图像隐写是将秘密信息隐藏在数字图像中的一种技术。
常见的图像隐写方法包括使用最低有效位（LSB）算法和改变像素间关系等方法。
在LSB算法中，秘密信息被嵌入到图像像素的最低有效位中，从而不会引起明显的视觉变化。
改变像素间关系的方法则通过微调图像的RGB值，来隐藏秘密信息。
音频隐写是将秘密信息隐藏在数字音频中的一种技术。
常见的音频隐写方法包括频域隐写和时域隐写。
在频域隐写中，秘密信息会嵌入到音频信号的频域中，例如改变频率或幅度。
而在时域隐写中，隐藏信息会直接嵌入到音频的波形中，例如改变采样率或声音强度。
视频隐写是将秘密信息隐藏在数字视频中的一种技术。
常见的视频隐写方法包括使用帧间差异、改变像素值和时间域隐写等方法。
在帧间差异方法中，秘密信息会嵌入到相邻帧之间的差异中，这样即使在视频中提取单个帧也无法获得完整的秘密信息。
隐写分析是指研究和识别隐写技术的过程。
通过隐写分析，人们可以检测出隐藏在媒介中的秘密信息，并且识别出使用的隐写技术。
隐写分析技术有三种主要方法，分别是统计分析、视觉分析和机器学习。
统计分析是通过特定的统计方法来分析媒介中的数据，从而检测是否存在隐藏的秘密信息。
隐写术与信息隐藏技术的区别与联系(九)
隐写术与信息隐藏技术的区别与联系导言：信息传递在现代社会中占据着重要的地位，而随着技术的快速发展，隐写术和信息隐藏技术逐渐崭露头角。
尽管这两者都涉及信息隐藏，但它们之间存在着一些差异和联系。
一、隐写术的概念和原理隐写术是一种旨在隐藏信息的技术，其核心原理在于将秘密信息嵌入到一个无害载体中，使其在视觉、听觉或其他形式上难以被察觉。
隐写术的历史可以追溯到古代，例如埃及壁画中隐藏的谜题。
如今，随着数字技术的发展，隐写术被广泛应用于数字图像、音频和文本等领域。
二、信息隐藏技术的概念和原理信息隐藏技术是一种更为广泛的概念，旨在通过各种手段隐藏信息，使其在传递过程中不易被发现。
信息隐藏技术并非仅限于隐写术，还包括数字水印、加密、编码和匿名化等。
它们的主要原理在于改变、扩展或模糊原始信息的形式，以达到隐藏目的。
三、隐写术与信息隐藏技术的区别1. 范围和应用领域：隐写术主要涉及对数据的隐藏，包括数字图像、音频和文本等领域；而信息隐藏技术更为广泛，不仅包括数据的隐藏，还包括对数据的加密、编码和保护等方面。
2. 技术手段和目的：隐写术主要通过嵌入技术将秘密信息隐藏到载体中，其目的是保护隐私或进行秘密通信；而信息隐藏技术可以通过加密、编码和匿名化等手段实现信息隐藏，其目的则更加多样化，包括信息保护、版权保护和假名秘密等。
3. 隐蔽程度和安全性：隐写术的特点在于隐藏信息的载体本身不引起怀疑，但一旦人们怀疑信息的存在，就很容易被发现；而信息隐藏技术更加倾向于采用加密和编码技术，以实现更高的安全性和难以破解性。
四、隐写术与信息隐藏技术的联系尽管隐写术和信息隐藏技术在一些方面存在差异，但它们也有一些共同之处。
1. 相同根基：隐写术和信息隐藏技术都源自对信息安全和保护的需求，旨在保护信息免受未授权访问和窃听。
2. 技术互补：隐写术和信息隐藏技术可以相互结合，以增加信息安全的层级。
例如，在隐写术嵌入信息之前，对信息进行加密处理，使嵌入后的信息更加难以被发现和解密。
深入解析信息隐藏技术中的隐写分析方法(二)
信息隐藏技术是当今数字化时代中的一项重要技术。
隐写分析方法是对这一技术进行深入研究的关键领域之一。
本文将从隐写分析的定义、应用领域、常用方法以及应对隐写分析的挑战等方面进行探讨，以期对信息隐藏技术中的隐写分析方法有更深入的理解。
一、隐写分析的定义隐写分析是指通过对数据进行分析，识别和还原隐藏在其中的信息的过程。
隐写分析的目的是揭示出现在数据中并不可见的信息，从而发现隐藏的嫌疑或有价值的信息。
隐写分析的研究对象可以是图像、音频、视频等各种形式的媒体文件，也可以是其他类型的数据。
二、隐写分析的应用领域隐写分析在现代社会的安全领域有着广泛的应用。
例如，在反恐领域，隐写分析被用于检测恐怖分子使用图像、音频等文件进行隐藏信息传递的行为。
在网络安全领域，隐写分析可以用于检测隐秘通信、恶意代码隐藏等威胁。
此外，隐写分析在取证调查、版权保护等领域也有着重要的应用。
三、隐写分析的常用方法1. 统计分析法：统计分析法是最常见且最基础的隐写分析方法之一。
它通过对数据的统计特征进行分析，如像素值的频率分布、像素间的相关性等，来发现可能存在的隐写信息。
2. 图像处理方法：图像处理方法是在图像领域中应用较多的隐写分析方法。
它通过提取图像中的隐藏信息所引起的细微变化或者不规则模式，对图像进行分析并检测隐藏信息的存在。
3. 语言统计法：语言统计法是应用于文本领域的一种隐写分析方法。
它通过对文本进行词频分析、句子长度分析等，来发现可能隐藏的信息。
4. 机器学习方法：机器学习方法在隐写分析领域得到了广泛应用。
通过建立学习模型，机器学习方法可以从海量数据中进行自动的模式识别和特征提取，提高隐写分析的准确性和效率。
四、应对隐写分析的挑战隐写分析在保护信息安全和确保社会稳定方面起到了重要的作用。
然而，隐写分析也面临着一些挑战。
首先，随着技术的不断发展，隐写分析方法也在不断改进，使得隐藏信息更难被分析发现。
其次，现实世界中的大量数据使得隐写分析变得更加困难，需要更加高效和准确的分析方法。
电子信息系统中的信息隐藏技术研究
电子信息系统中的信息隐藏技术研究第一章：引言在当今信息时代，随着电子信息系统的快速发展，人们对信息安全的需求越来越迫切。
信息隐藏技术作为信息安全领域的研究热点之一，得到了广泛的关注和应用。
本文将对电子信息系统中的信息隐藏技术进行深入研究和探讨。
第二章：信息隐藏技术概述2.1 信息隐藏技术定义和分类信息隐藏技术是通过对源数据进行某种变换或嵌入操作，实现将待隐藏的信息嵌入到载体数据中的技术。
根据隐藏信息的形式和嵌入位置的不同，可以将信息隐藏技术分为基于隐写术和基于数字水印两类。
2.2 隐写术隐写术（Steganography）是一种通过隐藏信息实现保密通信的技术。
它利用了数字媒体数据中的冗余，将待隐藏的信息嵌入到载体数据中，在视觉或听觉上对人类观察者几乎是不可察觉的。
隐写术常被用于保护机密信息的传输和存储，具有较高的安全性。
2.3 数字水印技术数字水印技术（Digital Watermarking）通过在数字媒体数据中嵌入特定的标记或水印，实现对该数据的鉴别、认证、版权保护等多种功能。
数字水印技术的特点是嵌入信息后对于载体数据的质量影响较小，鲁棒性较强。
第三章：信息隐藏技术的关键问题3.1 隐写分析与检测隐写分析与检测是信息隐藏技术研究中的关键问题之一。
由于隐写术的隐蔽性，对于隐藏信息的检测一直是一个挑战。
研究人员通过分析嵌入数据的统计特征和潜在的隐藏位置等方法，进行隐写术的检测和分析。
3.2 隐写术鲁棒性隐写术的鲁棒性指的是对数据处理操作的容忍程度，例如压缩、裁剪、滤波等。
隐写术往往需要在各种各样的处理操作下仍能保持较好的隐蔽性。
因此，提高隐写术的鲁棒性成为信息隐藏技术研究的重要方向。
3.3 数字水印抗攻击性数字水印技术在应对攻击时需要具备一定的抗攻击性。
常见的攻击手段包括加噪声、滤波、裁剪等，这些操作可能会破坏数字水印的可提取性。
因此，提高数字水印技术的抗攻击性也是信息隐藏技术研究的重点之一。
第四章：应用领域与挑战4.1 信息隐藏技术在网络安全中的应用信息隐藏技术在网络安全领域有着广泛的应用。
隐写术与信息隐藏技术的区别与联系
隐写术与信息隐藏技术的区别与联系引言：随着信息技术的发展，隐写术和信息隐藏技术在保护信息安全和维护隐私方面起着重要作用。
然而，许多人对这两者之间的区别与联系存在一定的混淆。
本文旨在阐述隐写术与信息隐藏技术的区别与联系，帮助读者更好地理解和运用这些技术。
一、隐写术的基础隐写术的概念与发展隐写术是一种通过隐藏信息在其他形式的数据中进行传递的技术。
其基本原理是在无引起注意的情况下将信息嵌入到其他文件中，以达到保密传输的目的。
隐写术的发展可以追溯到古代时期，当时人们利用各种隐喻和象征手法，在纸张、绘画等载体中隐藏信息。
隐写术的应用领域隐写术在现代应用中具有广泛的领域，包括信息安全、网络通信、版权保护等。
在信息安全领域，隐写术被广泛用于隐藏敏感信息，以防止信息的泄露或被黑客攻击。
在版权保护方面，隐写术可用于保护数字媒体内容的合法权益，如音频、视频等。
二、信息隐藏技术的基础信息隐藏技术的定义与原理信息隐藏技术，也被称为数字水印技术，是一种在数字媒体中嵌入不可见的信息的技术。
其原理是利用数字信号处理和信息论的方法，在原始媒体数据中嵌入水印信息，并能够在接收端进行验证和提取。
信息隐藏技术的最大特点是不会引起媒体数据内容的改变。
信息隐藏技术的应用领域信息隐藏技术在现代应用中也有广泛的应用领域，其中包括版权保护、内容认证、防伪追溯等。
在版权保护方面，信息隐藏技术可以在数字媒体中嵌入唯一的水印信息，以帮助版权所有者追踪侵权行为。
在内容认证方面，水印可以用于验证数字媒体的真实性和完整性。
三、隐写术与信息隐藏技术的区别嵌入载体的差异隐写术通常将信息嵌入不同类型的载体中，例如图片、音频等，而信息隐藏技术主要是在数字媒体中嵌入水印信息。
隐藏信息的目的不同隐写术的目的是隐藏信息，使得第三方无法察觉到信息的存在，而信息隐藏技术的目的是为了在数字媒体中嵌入可以验证或追踪的水印信息。
四、隐写术与信息隐藏技术的联系技术基础的共通性隐写术与信息隐藏技术都是由数字信号处理技术和信息论技术等方面衍生出来的，两者在技术基础上有一定的相似性。
数字水印与隐写术
Jpeg-steg法的优点、缺点
Jpeg-steg法的优点在于针对广泛应用的 JPEG图像进行隐写，具有较好的实用性；
缺点是是利用x2分析可以很容易地检测出 秘密信息的存在，因此，其安全性并不好 。
F3算法
F3密写可以对抗x2分析。但由于在隐藏 秘密信息0时，可能产生无效隐藏。相当 于增加了0的隐藏数量，因此，嵌入后 DCT系数直方图中，偶数位置的灰色柱 要比奇数位置上灰色柱突出。分析者可 根据这个特征分析出秘密信息的存在。
对于“健壮性”的要求不同，与隐写术相比, 水印技 术需要更好健壮性
在发送者与接收者之间的通信方式不同。隐写术通 常是点对点的, 而数字水印技术通常是一点对多点的
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 任何关联水印并不总需隐藏，如可见水印，隐藏信 息与被保护信息间由密切关系
高安全性：隐藏的秘密信息难以被移除或篡改， 必须能抵御拦截者的检测及分析。
大容量：在隐蔽能力相同的情况下，能嵌入更多 信息量的隐写方法更好。多数情况下隐蔽性和隐 写容量相互制约：隐写容量越大，则对掩护媒体 的改变愈多，被检测察觉的可能性就越高。
高效：隐写方法应使用简单，秘密信息的嵌入与 提取操作要快速便捷，系统的执行时间应当尽量 少。
马赛克攻击
其攻击方法是首先把图象分割成为 许多个小图象，然后将每个小图象放在 HTML页面上拼凑成一个完整的图象。一 般的Web浏览器都可以在组织这些图象 时在图象中间不留任何缝隙，并且使其 看起来这些图象的整体效果和原图一模 一样，从而使得探测器无法从中检测到 侵权行为。
串谋攻击
所谓串谋攻击就是利用同一原始多 媒体数据集合的不同水印信号版本，来 生成一个近似的多媒体数据集合，以此 来逼近和恢复原始数据，其目的是使检 测系统无法在这一近似的数据集合中检 测出水印信号的存在。
隐写术与信息隐藏技术的区别与联系(一)
隐写术与信息隐藏技术的区别与联系引言：在现代社会中，信息的交流与传递变得愈发频繁和广泛。
然而，随之而来的问题就是信息的保密与隐私的泄露。
为了解决这一问题，人们开发出了各种信息隐藏技术，其中包括隐写术。
虽然隐写术和信息隐藏技术都起到了保护信息的作用，但它们在实施方式、应用范围和目的上存在一定的区别和联系。
一、隐写术的概念与特点隐写术的定义隐写术是一种通过在载体上隐藏秘密信息的技术或方法。
它通过在载体图像、音频、视频等媒体中嵌入信息，使得这些信息对于观察者来说是不可察觉的。
隐写术的目的是在保持遮掩程度的前提下，尽可能地隐藏信息。
隐写术的原理隐写术的原理是将要隐藏的信息嵌入到载体中，使得外界无法察觉到信息的存在。
常见的隐写术方法有图像隐写、音频隐写、视频隐写等。
这些方法往往根据载体特征以及信息隐藏的目的选择不同的算法和技术，以达到最好的隐藏效果。
隐写术的应用领域隐写术的应用非常广泛。
它在军事、情报、电子商务等领域起到了重要作用。
例如，在军事情报交流中，为了保证信息的安全性，常常使用隐写术将机密信息隐藏在看似普通的图像文件中，以避免被敌方察觉。
二、信息隐藏技术的概念与特点信息隐藏技术的定义信息隐藏技术是一种将秘密信息嵌入到载体中的技术。
与隐写术不同的是，信息隐藏技术不仅仅局限于图像、音频、视频等媒体，还可以涉及到文本、网络传输等领域。
信息隐藏技术的原理信息隐藏技术的原理类似于隐写术，都是将秘密信息嵌入到载体中。
然而，不同的是信息隐藏技术更加注重信息的保护和传输。
这种技术往往涉及到加密、认证和防篡改等相关技术手段。
信息隐藏技术的应用领域信息隐藏技术广泛应用于网络安全和数字水印等领域。
在网络安全方面，信息隐藏技术可以被应用于保护用户隐私、防止网络攻击等；而数字水印则是一种将标记信息隐藏于数字图像、音频、视频等媒体中，用于版权保护和数据完整性验证。
三、隐写术与信息隐藏技术的联系与区别联系隐写术和信息隐藏技术都是将秘密信息嵌入到载体中，以达到保护信息的目的。
信息隐藏与数字水印技术
03
数字水印技术原理
数字水印的嵌入方法
空域嵌入
直接修改图像的像素值来嵌入水印，通常用于可见水印。
频域嵌入
在图像的频率域中嵌入水印，通过修改图像的变换系数实现，具 有较好的鲁棒性。
量子嵌入
利用量子力学原理将水印信息以量子状态的形式隐藏在图像中， 具有极高的安全性。
02
信息隐藏技术原理
隐写术
隐写术是一种将秘密信息隐藏在普通数据中的技术。它通过改变数据的一 些属性，如像素值、音频信号幅度等，来编码秘密信息。
隐写术通常用于在不破坏原始数据的情况下传递秘密信息，接收者需要使 用特定的方法来提取隐藏的信息。
隐写术的优点是隐蔽性好，难以被察觉，但缺点是容量较小，只能传递少 量信息。
对于不同类型的数据，如音频、视频、图像等，信息隐藏和数字水 印技术的适用性和效果也有所不同，需根据实际情况选择。
根据安全性要求选择
如果对数据的安全性要求较高，可以选择信息隐藏技术；如果更关注 数据的完整性和来源认证，可以选择数字水印技术。
信息隐藏与数字水印技术的发展趋势
信息隐藏技术的进一步发 展
随着信息技术的不断进步，信息隐藏技术将 不断改进和完善，提高隐蔽性和鲁棒性。
数字水印技术的多元化应用
随着多媒体技术的普及，数字水印技术将广泛应用 于版权保护、内容认证等领域，并呈现出多元化的 发展趋势。
信息隐藏与数字水印技术 的融合
未来信息隐藏与数字水印技术将相互借鉴和 融合，形成更加高效和安全的信息保护技术 。
05
信息隐藏与数字水印技术的应用 案例
信息隐藏在数据传输中的应用案例
信息隐藏与数字水印技术的应用场景
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信息隐藏研究范畴
•Fabien博士(1999) 信息隐藏
隐秘通道 隐写术 阈下信道 数字水印 可视分存
隐写 隐写分析 鲁棒水印 脆弱水印
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普通水印 数字指纹
8
隐写系统一般模型
•Model
密钥生成器
嵌入密钥 带信息载体 提取密钥
载体
嵌入过程
提取过程
秘密信息
秘密信息
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4位
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4位+随机置乱
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4位
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LSB算法的特点
•LSB是一种大容量的数据隐藏算法 •LSB的鲁棒性相对较差
信号处理，比如：加噪声，有损压缩
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变换域隐写算法
•优点 鲁棒性强；可以图像编码标准（JPEG）结 合。 •改变DCT系数对相对大小的隐写算法
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位平面特性
•位平面越高，对灰度值的贡献越大 •位平面越高，相邻比特的相关也越强 •最低位平面类似随机噪声
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LSB算法的保真度
PSNR
10
log10
(
1 2552 MN
M 1 N 1 m0 n0
d (m, n)
2)
•最低1位
1/2, MN/2, PSNR=-10log10(1/255/255/2)=51.14dB
6
隐写分析
•Steganalysis
The goal of steganalysis is to identify suspected packages, determine whether or not they have a payload encoded into them, and, if possible, recover that payload.
100th pixel to correspond to a letter in the alphabet,
a change so subtle that someone not specifically
lo20o14k-6i-n23g for it is unlikely to notice it.
第三章 隐写与隐写分析
陈真勇
北京航空航天大学计算机学院 先进计算机应用技术教育部工程研究中心
2013年10月17日
上一章内容回顾
•多媒体基本概念 •多媒体压缩原理 •多媒体主要标准介绍 •有关的密码学知识介绍
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2
本章主要参考书
•《数字密写和密写分析》 王朔中，张新鹏，张开文，清华大学出版社， 2005 •《信息隐藏技术——隐写术与数字水印》 吴秋新，钮心忻等译，人民邮电出版社，2001
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LSB算法
•LSB密写的基本方法是用欲嵌入的秘密信息 取代载体图像的最低比特位，原来的图像的 高位平面与代表秘密信息的最低平面组成含 隐蔽信息的新图像 •LSB密写是一种简单而有效的数据隐藏技术 •L.F.Turner和R.G.van Schyndel, 1994,
Monash University, Australia
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3
第三章 主要内容
•隐写术概述 •经典隐写算法 •隐写分析方法
20raphy
In steganography, the object of communication is the hidden message. This message may have nothing to do with the carrier. A goal of steganography is to keep the message (or the communication of) from being detected.
program or protocol. Media files are ideal for
steganographic transmission because of their large
size. As a simple example, a sender might start with
an innocuous image file and adjust the color of every
隐写分析者 载体
隐写系统的一般模型
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信息隐写技术分类
信息隐写
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语义隐写 技术隐写
纯隐写 隐写系统结构 密钥隐写
公钥隐写 信道隐写 隐写空间 空域隐写 变换域隐写 文本隐写 语音隐写 隐写载体 图像隐写 视频隐写 二进制流隐10写
第三章 主要内容
•隐写术概述 •经典隐写算法 •隐写分析方法
•最低2位
3MN/2，PSNR=46.37
•最低3位
7MN/2，PSNR=42.69
•最低4位, PSNR=39.38; 最低5位, PSNR=36.23.
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Lena and Baboon
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•隐写/密写
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隐写术
•Steganography
In digital steganography, electronic communications
may include steganographic coding inside of a
transport layer, such as a document file, image file,
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12
信息隐藏与提取——实例演示
•基于LSB方法的信息隐藏与提取
LSB：Least Significant Bit，最低有效位.
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位平面Bit plane
Gray scale value of 78 represented by 8 bits
. ..
0
1
0
78 =