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lsb隐写的数学建模

lsb隐写的数学建模

lsb隐写的数学建模(实用版)目录1.隐写术简介2.基于数学建模的隐写技术3.LSB 隐写算法的原理及其应用4.LSB 隐写算法的优缺点5.我国在隐写技术研究方面的进展正文1.隐写术简介隐写术,即隐藏信息的技术,是一种将秘密信息嵌入到正常文本、图像、音频等多媒体载体中的技术。

这种技术可以使得信息的传递更加安全,不易被察觉。

在信息技术高速发展的今天,隐写术在保密通信、数据传输、知识产权保护等方面具有广泛的应用前景。

2.基于数学建模的隐写技术数学建模是一种将现实世界中的问题抽象成数学问题,进而求解的方法。

在隐写技术中,数学建模主要通过对载体的统计特性进行分析,以找到合适的嵌入位置和方式,从而实现秘密信息的隐藏。

基于数学建模的隐写技术具有较强的理论基础,可以保证隐写信息的安全性和可靠性。

3.LSB 隐写算法的原理及其应用LSB(Least Significant Bit,最低有效位)隐写算法是一种典型的基于数学建模的隐写技术。

该算法通过修改图像中每个像素的最低有效位,将秘密信息嵌入到图像中。

由于最低有效位的修改对图像质量影响较小,因此难以被察觉。

LSB 隐写算法广泛应用于图像、音频等多媒体数据的保密传输。

4.LSB 隐写算法的优缺点LSB 隐写算法的优点:(1)隐蔽性强,难以察觉;(2)对载体质量影响较小;(3)可适应不同载体的格式;(4)便于实现和操作。

LSB 隐写算法的缺点:(1)嵌入容量有限;(2)抗干扰能力较弱;(3)秘密信息提取过程相对复杂。

5.我国在隐写技术研究方面的进展我国在隐写技术研究方面取得了显著的成果。

相关研究机构和院校在理论研究、算法设计、应用开发等方面都取得了一系列重要成果。

此外,我国还积极参与国际隐写技术领域的合作和交流,不断推动隐写技术的发展。

总之,LSB 隐写算法作为一种基于数学建模的隐写技术,具有较强的实用性和广泛的应用前景。

lsb替换算法

lsb替换算法

LSB(Least Significant Bit)替换算法是一种常见的隐写术(Steganography)算法,用于在一个数据载体中隐藏秘密信息。

它的基本原理是将要隐藏的秘密信息嵌入到数据载体的最低有效位中,而对载体的外观几乎没有明显影响。

具体来说,LSB替换算法的步骤如下:
1. 选择要隐藏的秘密信息,将其转换为二进制形式。

2. 选择一个载体文件,这通常是一张图片或音频文件等。

3. 将载体文件转换为二进制形式。

4. 将秘密信息的每个二进制位按顺序替换掉载体文件中对应位置上的最低有效位。

如果秘密信息的位数超过了载体文件的可用位数,可以选择扩展载体文件或者舍弃多余的秘密信息。

5. 将修改后的二进制数据重新转换回载体文件的格式。

6. 可以通过查看载体文件的最低有效位来提取出隐藏的秘密信息。

需要注意的是,LSB替换算法属于较为简单的隐写术算法,容易被一些隐写术检测工具和算法所探测到。

此外,对载体文件进行过多的修改可能会导致视听质量的损失,因此在使用LSB替换算法时需要权衡隐蔽性和影响程度。

请注意,隐写术的使用和传播可能受到法律和道德限制,请确保你的行为符合适用的法律法规。

LSB算法解析

LSB算法解析
一、课题背景
What’s information hiding?
信息隐藏技术使一种新型的信息安 全技术,它把一个有意义的信息隐 藏到载体信息中得到含密载体,非 法获得者不知道这个看似普通的载 体中是否隐藏了其它的信息,而且 即使知道也难以提取或去除隐藏的 信息。
信息隐藏的古典应用
公元前440年一个叫Histaieus的奴隶用头发掩盖叛乱信
011000100
LSB提取结果
BMP图像文件的特殊结构
版权保护。数字水印作为信息隐藏技术的一个重要分支,利用数字内嵌的方法 将所有者的版权信息嵌入到多媒体中,并作为鉴定、起诉非法侵权的证据,从而 成为知识产权保护的有效手段。
印刷品的防伪。信息隐藏技术用于印刷品的防伪是近些年来提出的新课题,已 经被许多出版社和相关产品发行机构所采用。该方法在数字图像印刷或打印之前 先嵌入一定的秘密信息,经印刷或打印输出后的纸张可以再次扫描输入,利用特 定的提前和鉴别算法来验证该图像作品的真伪。
信息隐藏技术:
信息隐藏技术与传统密码学不同的是,它利用多媒体 信息普遍存在的冗余性,将秘密信息隐藏在多媒体信 息中而不引起多媒体信息物理外观的显著变化,使得 人们觉察不到它的存在,即使截获者知道秘密信息的 存在,未经授权也难以将其提取出来,从而保证了秘 密信息的机密性和安全性。
传统密码加密技术示意图
11111110 11111101 11111111 11111100 11111110 11111100 11111101 11111110 11111110
② 将二进制数据的最低有效位提取出来,即为秘密信 息序列[ 0 1 1 0 0 0 1 0 0 ]。如图所示。
11111110 11111101 11111111 11111100 11111110 11111100 11111101 11111110 11111110

LSB算法的基本原理

LSB算法的基本原理

LSB算法的基本原理LSB算法的基本原理是利用数字信号的最低有效位来隐藏秘密信息。

在数字图像或音频中,每个像素或采样点包含了多个比特(二进制位)的信息。

根据人眼或耳朵的感知特性,最低有效位对于人类来说是最不敏感的位,因此如果在这些位上进行微小的改变,很难被察觉到。

具体来说,对于一个8位灰度图像或音频采样点,最低有效位是最右边的位。

这个位可以存储0或1,如果被设置为1,表示原始图像或音频值加上1,如果被设置为0,则表示原始值保持不变。

通过在多个像素或采样点中嵌入秘密信息的不同比特,可以隐藏更多的信息。

LSB算法的嵌入过程相对简单。

首先,需要将秘密信息转换为二进制表示形式。

然后,将秘密信息的比特按顺序嵌入到像素或采样点的最低有效位中。

为避免引起明显的可见改变,通常只将每个像素或采样点的一个或几个最低有效位用于嵌入秘密信息。

嵌入完成后,接收方可以使用相同的LSB算法来提取隐藏的秘密信息。

提取过程与嵌入过程相反,通过获取图像或音频中的每个像素或采样点的最低有效位,就可以恢复出隐藏的秘密信息。

LSB算法的优点是简单易实现,并且隐秘性较好,不容易被察觉到。

但是它也有一些限制和缺点。

首先,由于只使用了最低有效位,能够隐藏的秘密信息容量有限。

其次,嵌入的秘密信息容易受到噪声的影响,可能导致提取时出现错误。

此外,LSB算法对于图像或音频的压缩和加密等操作可能会造成信息丢失或变化,从而影响到隐藏信息的可提取性。

为了提高隐藏信息的容量和抗干扰能力,研究人员提出了许多改进和扩展LSB算法的方法。

例如,可以将信息嵌入到多个位中,或者使用更复杂的算法进行信息嵌入和提取。

此外,还可以结合其他隐写术和加密技术来增强隐藏信息的安全性和鲁棒性。

总之,LSB算法是一种简单而有效的隐藏信息技术,可以在数字图像或音频中潜入秘密信息而不引起明显的可见改变。

通过利用最低有效位进行信息嵌入和提取,LSB算法在信息隐蔽性和易用性之间取得了一定的平衡。

lsb算法

lsb算法

lsb算法介绍
---------------------------------------------------------------------- LSB(LeastSignificant Bits)算法:将秘密信息嵌入到载体图像像素值的最低有效位,也称最不显著位,改变这一位置对载体图像的品质影响最小。

LSB算法的基本原理:
对空域的LSB做替换,用来替换LSB的序列就是需要加入的水印信息、水印的数字摘要或者由水印生成的伪随机序列。

由于水印信息嵌入的位置是LSB,为了满足水印的不可见性,允许嵌入的水印强度不可能太高。

然而针对空域的各种处理,如游程编码前的预处理,会对不显著分量进行一定的压缩,所以LSB算法对这些操作很敏感。

因此LSB算法最初是用于脆弱性水印的。

LSB算法基本步骤:
1 将原始载体图像的空域像素值由十进制转换成二进制;
2 用二进制秘密信息中的每一比特信息替换与之相对应的载体数据的最低有效位;
3 将得到的含秘密信息的二进制数据转换为十进制像素值,从而获得含秘密信息的图像。

lsb信息隐藏课程设计

lsb信息隐藏课程设计

lsb信息隐藏课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习LSB(最低有效位)信息隐藏技术,使学生掌握信息隐藏的基本原理和方法,培养学生对计算机科学和网络安全领域的兴趣和好奇心。

具体的教学目标如下:1.知识目标:使学生了解LSB信息隐藏技术的概念、原理和应用场景,理解信息隐藏的基本技术及其优缺点。

2.技能目标:培养学生运用LSB信息隐藏技术进行信息隐藏和提取的能力,使其能够运用所学知识解决实际问题。

3.情感态度价值观目标:培养学生对计算机科学和网络安全领域的热爱,增强其对信息安全的意识,提高其遵守网络安全的自觉性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括LSB信息隐藏技术的基本原理、实现方法和应用场景。

具体的教学大纲如下:1.第一章:LSB信息隐藏技术概述,介绍LSB信息隐藏技术的概念、原理和应用场景。

2.第二章:LSB信息隐藏技术的实现方法,讲解LSB信息隐藏技术的基本实现方法,包括图像、音频和视频等方面的应用。

3.第三章:LSB信息隐藏技术的扩展,介绍LSB信息隐藏技术的进阶应用,如LSB隐写分析、LSB加密等。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法:通过讲解LSB信息隐藏技术的基本原理和实现方法,使学生掌握相关知识。

2.讨论法:学生进行分组讨论,分享学习心得和研究成果,提高学生的思考和表达能力。

3.案例分析法:分析典型的LSB信息隐藏案例,使学生更好地理解LSB信息隐藏技术的应用场景。

4.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手实践,提高学生的实际操作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:《计算机网络安全技术与应用》等。

2.参考书:《数字隐写术》等。

3.多媒体资料:LSB信息隐藏技术相关的视频教程、演示文稿等。

4.实验设备:计算机、网络设备、图像处理软件、音频处理软件等。

LSB数字水印算法

LSB数字水印算法

一.数字水印数字水印技术数字水印技术(Digital Watermark):技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体(包括多媒体、文档、软件等)当中,但不影响原载体的使用价值,也不容易被人的知觉系统(如视觉或听觉系统)觉察或注意到。

目前主要有两类数字水印,一类是空间数字水印,另一类是频率数字水印。

空间数字水印的典型代表是最低有效位(LSB)算法,其原理是通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。

频率数字水印的典型代表是扩展频谱算法,其原理是通过时频分析,根据扩展频谱特性,在数字图像的频率域上选择那些对视觉最敏感的部分,使修改后的系数隐含数字水印的信息。

可视密码技术二.可视密码技术:可视密码技术是Naor和Shamir于1994年首次提出的,其主要特点是恢复秘密图像时不需要任何复杂的密码学计算,而是以人的视觉即可将秘密图像辨别出来。

其做法是产生n张不具有任何意义的胶片,任取其中t张胶片叠合在一起即可还原出隐藏在其中的秘密信息。

其后,人们又对该方案进行了改进和发展。

主要的改进办法办法有:使产生的n张胶片都有一定的意义,这样做更具有迷惑性;改进了相关集合的造方法;将针对黑白图像的可视秘密共享扩展到基于灰度和彩色图像的可视秘密共享。

三.数字水印(Digital Watermark或称Steganography)技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记,这种标记通常是不可见的,只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。

数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。

数字水印技术源于开放的网络环境下保护多媒体版权的新型技术,它可验证数字产品的版权拥有者、识别销售商、购买者或提供关于数字产品内容的其他附加信息,并将这些信息以人眼不可见的形式嵌入在数字图像或视频序列中,用于确认数字产品的所有权和跟踪侵权行为。

除此之外,它在证据篡改鉴定,数字的分级访问,数据产品的跟踪和检测,商业视频广播和因特网数字媒体的服务付费,电子商务的认证鉴定,商务活动中的杜撰防伪等方面也具有十分广阔的应用前景。

LSB算法

LSB算法
信息隐藏技术已经涉及:
感知科学 信息论
密码学
信息隐藏技术与传统密码学的区别
传统密码技术:
传统密码技术通过密文的不可理解性来保护信息的内 容,而密文的不可理解性同时也暴露了信息的重要性。 这很容易引起攻击者的注意,从而吸引攻击者采取多 种手段对通信的内容进行破译或对通信过程进行破坏, 继而造成信息传递的失败。
信息隐藏技术:
信息隐藏技术与传统密码学不同的是,它利用多媒体 信息普遍存在的冗余性,将秘密信息隐藏在多媒体信 息中而不引起多媒体信息物理外观的显著变化,使得 人们觉察不到它的存在,即使截获者知道秘密信息的 存在,未经授权也难以将其提取出来,从而保证了秘 密信息的机密性和安全性。
传统密码加密技术示意图
11111100 11111110 11111100
253
254
254
11111101 11111110 11111110
② 将二进制数据的最低有效位提取出来,即为秘密信 息序列[ 0 1 1 0 0 0 1 0 0 ]。如图所示。
11111110 11111101 11111111 011000100
STRUCT pallete{ BYTE B; BYTE G; BYTE R; BYTE Reserved; };
偏移量 0000h
域的名称 标识符 (Identifier)
大小 2 bytes
内容 两字节的内容用来识别位图的类型: ‘BM’ : Windows 3.1x, 95, NT, … ‘BA’ :OS/2 Bitmap Array ‘CI’ :OS/2 Color Icon ‘CP’ :OS/2 Color Pointer ‘IC’ : OS/2 Icon ‘PT’ :OS/2 Pointer 用字节表示的整个文件的大小 保留,设置为0
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信息隐藏课设
LSB算法实验步骤
隐藏提取及测试
(1)隐藏算法,保存在hide_lsb.m文件中。

function o = hide_lsb(block, data, I)
%function o = hide_lsb(block, data, I)
%block:the minimal ceil to hide
%data:the information
%I:source image
si = size(I);
lend = length(data);
%将图像划分为M*N个小块
N = floor(si(2) / block(2));
M = min(floor(si(1) / block(1)), ceil(lend / N));
o = I;
for i = 0 : M-1
%计算每小块垂直方向起止位置
rst = i * block(1) + 1;
red = (i + 1) * block(1);
for j = 0 : N-1
%计算每小块隐藏的秘密信息的序号
idx = i * N + j + 1;
if idx > lend
break;
end;
%取每小块隐藏的秘密信息
bit = data(idx);
%计算每小块水平方向起止位置
cst = j * block(2) + 1;
ced = (j + 1) * block(2);
%将每小块最低位平面替换为秘密信息
o(rst:red, cst:ced) = bitset(o(rst:red, cst:ced), 1, bit);
end;
end;
(2)提取算法,保存在dh_lsb.m文件中。

function out = dh_lsb(block, I)
%function out = dh_lsb(block, I)
%block:the minimal ceil to dehide
%I:stegoed image
si = size(I);
%将图像划分为M*N个小块
N = floor(si(2) / block(2));
M = floor(si(1) / block(1));
out = [];
%计算比特1判决阈值:即每小块半数以上元素隐藏的是比特1时,判决该小块嵌入的信息为1
thr = ceil((block(1) * block(2) + 1) / 2);
idx = 0;
for i = 0 : M-1
%计算每小块垂直方向起止位置
rst = i * block(1) + 1;
red = (i + 1) * block(1);
for j = 0 : N-1
%计算每小块将要数据的秘密信息的序号
idx = i * N + j + 1;
%计算每小块水平方向起止位置
cst = j * block(2) + 1;
ced = (j + 1) * block(2);
%提取小块最低位平面,统计1比特个数,判决输出秘密信息tmp = sum(sum(bitget(I(rst:red, cst:ced), 1)));
if(tmp >= thr)
out(idx) = 1;
else
out(idx) = 0;
end;
end;
end;
(3)测试脚本,保存在test.m文件中。

fid = 1;
len = 10;
%随机生成要隐藏的秘密信息
d = randsrc(1, len, [0 1]);
block = [3, 3];
[fn, pn] = uigetfile({'*.bmp', 'bmp file(*.bmp)';}, '选择载体');
s = imread(strcat(pn, fn));
ss = size(s);
if(length(ss) >= 3)
I = rgb2gray(s);
else
I = s;
end;
si = size(I);
sN = floor(si(1) / block(1)) * floor(si(2) / block(2));
tN = length(d);
%如果载体图像尺寸不足以隐藏秘密信息,则在垂直方向上复制填充图像if sN < tN
multiple = ceil(tN / sN);
tmp = [];
for i = 1:multiple
tmp = [tmp; I];
end;
I = tmp;
end;
%调用隐藏算法,把隐蔽载体写至硬盘。

stegoed = hide_lsb(block, d, I);
imwrite(stegoed, 'hide.bmp', 'bmp');
[fn, pn] = uigetfile({'*.bmp', 'bmp file(*.bmp)';}, '选择隐蔽载体');
y = imread(strcat(pn, fn));
sy = size(y);
if(length(sy) >= 3)
I = rgb2gray(y);
else
I = y;
end;
%调用提取算法,获得秘密信息。

out = dh_lsb(block, I);
%计算误码率。

len = min(length(d), length(out));
rate = sum(abs(out(1:len) - d(1:len))) / len;
y = 1 - rate;
fprintf(fid, 'LSB :len:%d\t error rate:%f\t error num:%d\n', len, rate, len * rate);运行测试脚本test.m后生成位图文件hide.bmp
图4-1 打开lena.bmp
选择lena.bmp,生成的图片hide.bmp。

lena.bmp hide.bmp
图4-2 生成的hide.bmp
计算峰值信噪比
(1)峰值信噪比的定义
(2)峰值信噪比函数,保存在psnr.m文件中。

function y = psnr(org, stg)
% function y = psnr(org, stg)
y = 0;
sorg = size(org);
sstg = size(stg);
if sorg ~= sstg
fprintf(1, 'org and stg must have same size!\n');
end;
np = sum(sum((org - stg) .^ 2));
y = 10 * log10(max(max(double((org .^ 2)) * sorg(1) * sorg(2) / np)));(3)测试脚本
org=imread('lena.bmp');
stg=imread('hide.bmp');
fprintf(1, 'psnr:%f\n',psnr(org,stg));。

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