信息隐藏与数字水印技术第一章概
信息隐藏与数字水印技术.pptx
• 传统的以密码学为核心技术的信息安全和伪装 式信息安全技术不是互相矛盾、互相竞争的技 术，而是互补的；
内容
• 信息伪装技术研究的内容包括信息隐藏和信 息的版权认证，信息访问的合法身份认定等。 其研究涉及密码学，图象处理，模式识别， 数学和计算机科学等领域。
题于墙上，使卢俊义遭官府 迫害逼上梁山
信息隐藏的原理框图
载体信 息源
A 秘密消息m
载体对象c
伪装对象
信息嵌入c’ 算法
不安全信 道
信息提取 算法
Ｂ 秘密消息m
密钥k
信息隐藏的原理框图
实现信息隐藏的基本要求
• 载体对象是正常的，不会引起怀疑 • 伪装对象与载体对象无法区分，无论从
感观上，还是从计算机的分析上 • 信息隐藏的安全性取决于第三方有没有
尽可能多地将信息隐藏在公开消息之中
尽可能不让对手发现任何破绽
• 攻击者
✓ 尽可能地发现和破坏对手利用信息隐藏技术隐藏在公开消息 中的机密信息
信息隐藏与信息安全
• 信息隐藏（伪装）就是将秘密信息秘密地隐藏 于另一非机密的文件内容之中。其形式可为任 何一种数字媒体，如图象、声音、视频或一般 的文档等等；
我画蓝江水悠悠，爱晚厅上枫叶愁。 秋月溶溶照佛寺，香烟袅袅绕经楼。
离合诗（Acrostic）
七律•问缘 我常夜半询姻命， 与月为邻爱晚星。 秋槿含情风后落， 香獐有意谷间鸣。 天街雨过涤新树， 长路云收现旧亭。 地老皆缘蕃草木， 久愁比翼痛风铃。
施耐庵《水浒传》第61回 吴用诱使卢俊义将离合诗
卢花潭上有扁舟， 俊杰黄昏独自游。 义到尽头原有命， 反弓逃难必无忧。
信息隐藏与数字水印matlab实现(DOC)
网络与信息安全专题研究题目信息隐藏与数字水印原理与matlab实现姓名 XXX院系信息与技术学院年级专业 XX级计本班指导教师 XXX2015年6月15日目录第一章摘要 (2)第二章信息隐藏原理 (3)2.1信息隐藏技术的特点 (3)2.1.1不可感知性 (3)2.1.2鲁棒性 (3)2.1.3隐藏容量 (4)2.2数字水印的特点 (5)2.2.1安全性： (5)2.2.2隐蔽性： (5)2.2.3鲁棒性： (5)2.2.4水印容量： (5)2.3数字水印的基本原理 (6)第三章数字水印实现 (7)3.1matlab实现程序 (7)3.2水印前图片 (8)3.3嵌入文件后的图片 (9)3.4 RSA的MATLAB实现第四章结语 (11)【参考文献】 (12)【特别致谢】 (13)信息隐藏与数字水印原理与matlab实现【关键词】水印技术隐藏嵌入【内容摘要】随着计算机应用逐渐广泛、网络技术的迅速发展，使图文、音频、视频等多媒体信息都能以数字形式传输、阅读和播放，从而使大规模非授权拷贝成为了可能，而这样会损害音乐、电影、书籍和软件等出版业的健康发展。
为了保护知识产权，引发了一个很有意义的研究方向：信息隐藏。
第一章摘要本文首先介绍了数字水印技术的原理和分类所谓的信息隐藏是利用媒体信息普遍存在的冗余特性，将秘密信息隐藏在其他媒体信息中。
其首要目标就是使加入隐藏信息后的媒体目标的质量下降，尽可能地小，使人无法觉察到隐藏的数据，或者知道它的存在，但未经授权者无法知道它的位置，并不像传统加密过的文件一样，看起来是一堆会激发非法拦截者破解机密资料动机的乱码，而是看起来和其它非机密性的一般资料无异，因而十分容易逃过非法拦截者的破解。
其道理如同生物学上的保护色，巧妙地将自己伪装隐藏于环境中，免于被天敌发现而遭受攻击。
被人们誉为历史学之父的古希腊历史学家希罗多德(Herodotus，486-425)，在其著作中讲述了这样一则故事：一个名叫Histaieus的人筹划着与他的朋友合伙发起叛乱，里应外合，以便推翻波斯人的统治。
信息隐藏与数字水印绪论讲课文档
第13页，共35页。
古代隐写术——用于版权保护
• 核对校验图 （作品的摘要）
– Lorrain(1600-1682)是17世纪一个很有名的风景画家， 当时出现了很多对他的画的模仿和冒充，由于当时还 没有相关的版权保护的法律，他就使用了一种方法来 保护他的画的版权
•
第35页，共35页。
藏和隐蔽信息传输过程
•
第3页，共35页。
明文 载体 明文
加密算法 加密
密文
嵌入算法 隐写
携密载体
加密与隐写比较
第4页，共35页。
载体
携密载体
嵌入算法
隐写
明文
密文
加密算法
加密
现代隐写原理
第5页，共35页。
概论--信息隐藏历史
• 技术性的隐写术
• 头发、书记板、字母高度、符号斑点、隐形墨水
• 语言学中的隐写术
第22页，共35页。
可能吗？
• 利用人类感知系统的冗余 • 利用计算机处理系统的冗余 • 利用各种潜信道
• 技术上是可行的
第23页，共35页。
需要吗？
• 信息隐藏
– 加密：对秘密信息本身进行保护，但信息的传递过程 是暴露的
– 隐藏：掩盖秘密信息存在的事实
• 将密码学与信息隐藏相结合，就可以同时保证信 息本身的安全和信息传递过程的安全
Detector
不可见水印
第19页，共35页。
信息隐藏的思想
利用以 • 数字信号处理理论（图像信号处理、音频信号处
理、视频信号处理等） • 人类感知理论（视觉理论、听觉理论） • 现代通信技术 • 密码技术 等为代表的伪装式信息隐藏方法来研究信息的保密
《数字水印与隐写术》课件
隐写术的分类
图片隐写术
隐藏信息嵌入图片文件中，如LSB隐写术、直方图隐写术。
文本隐写术
隐藏信息嵌入文本文件中，如空格隐写术、格式隐写术。
音频隐写术
隐藏信息嵌入音频文件中，如频谱隐写术、相位编码隐写术。
传统隐写术的实现原理
1
空域方法
修改像素值、颜色或位置，使变化不易察觉。
2
频域方法
嵌入信息到频域域系数中，如DCT系数、小波系数。
基于图像的转换域，如小波变换、离散余弦变换等，将水印嵌入到转换域系数中。
数字水印的嵌入和提取方法
1
嵌入
将水印信息嵌入到数字媒体中，保持媒
提取
2
体的质量并确保提取的准确性。
利用相关解码算法和密钥，从包含水印
的媒体中提取出水印信息。
3
鲁棒性
水印能够抵抗各种攻击和媒体处理操作， 如压缩、旋转和滤波。
数字水印的安全性
数字水印的安全性取决于嵌入和提取算法的保密性、鲁棒性和攻击者的能力。加密和身份验证技术可以提高水 印的安全性。
数字水印的应用案例介绍
身份认证
版权保护
防伪溯源
数字水印用于验证身份文件的真 实性和合法性，如护照和身份证。
数字水印应用于保护音乐、电影、 图书等数字媒体的版权。
数字水印用于产品防伪溯源，帮 助消费者识别真伪。
3
算法方法
利用算法和密钥将信息嵌入到载体中，如F5算法。
隐写术的嵌入和提取方法
1
嵌入
将隐藏信息嵌入到载体中，保持载体的
提取
2
质量和可观察特征。
利用算法和密钥提取隐藏在载体中的信
息，还原出原始消息。
3
鲁棒性
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。
信息隐藏技术在数字水印中的应用探究
信息隐藏技术在数字水印中的应用探究随着数字化时代的到来，数字媒体成为人们日常生活不可或缺的一部分。
然而，数字内容的广泛传播也给版权保护、数据完整性等方面带来了挑战。
为了解决这些问题，人们开始研究和应用信息隐藏技术，其中数字水印技术成为一种重要的手段。
本文将探究信息隐藏技术在数字水印中的应用，分析其原理和发展趋势。
一、信息隐藏技术的基本原理信息隐藏技术是通过在数字媒体中插入一种无感知的信息，使其不影响原始媒体内容的可视和可听性，同时实现对信息的确认和提取。
数字水印技术作为信息隐藏技术的一种形式，主要通过修改或嵌入数字媒体中的像素值、频谱或数据等，使得水印可以被嵌入和提取。
在数字水印中，嵌入的信息被称为水印信息，而被嵌入信息的数字媒体被称为载体。
嵌入水印的过程主要包含以下步骤：1. 选择合适的水印嵌入域：可以选择像素域、频域或压缩域等进行嵌入。
不同的域选择将影响水印的可靠性和对原始媒体的干扰程度。
2. 将水印信息与载体进行融合：通过修改载体中的像素或数据，将水印信息嵌入到载体中。
这一步骤可以使用不同的算法和技术来实现，如Least Significant Bit (LSB) 替换法、离散余弦变换 (DCT) 等。
3. 水印数据的可靠性检测：在嵌入水印后，需要对水印数据的可靠性进行验证，以确保水印可以被正确提取出来。
二、数字水印的应用领域数字水印技术在多个领域都有着广泛的应用，其中包括版权保护、信息认证、数据完整性等。
1. 版权保护：数字水印技术可以嵌入到音频、视频等数字媒体中，以证明其所有权和保护作品的版权。
一旦其中的水印信息被篡改或删除，就可以通过检测和提取水印来追溯到侵权来源，维护数字内容的版权权益。
2. 信息认证：数字水印技术可以用于验证数字媒体的真实性和完整性。
例如，在数字图像中嵌入水印信息可以用于确定图像是否被篡改过；在音频文件中嵌入水印信息则可以用于确认音频的来源和完整性。
3. 数据完整性：数字水印技术可以用于保护数据的完整性，防止数据在传输或存储过程中被篡改。
《信息隐藏技术》复习资料
《信息隐藏技术》课程期末复习资料《信息隐藏技术》课程讲稿章节目录：第1章概论1.1 什么是信息隐藏1.2 信息隐藏的历史回顾1.2.1 技术性的隐写术1.2.2 语言学中的隐写术1.3 分类和发展现状1.3.1 伪装式保密通信1.3.2 数字水印1.4 信息隐藏算法性能指标第2章基础知识2.1 人类听觉特点2.1.1 语音产生的过程及其声学特性2.1.2 语音信号产生的数字模型2.1.3 听觉系统和语音感知2.1.4 语音信号的统计特性2.1.5 语音的质量评价2.2 人类视觉特点与图像质量评价2.2.1 人类视觉特点2.2.2 图像的质量评价2.3 图像信号处理基础2.3.1 图像的基本表示2.3.2 常用图像处理方法2.3.3 图像类型的相互转换第3章信息隐藏基本原理3.1 信息隐藏的概念3.2 信息隐藏的分类3.2.1 无密钥信息隐藏3.2.2 私钥信息隐藏3.2.3 公钥信息隐藏3.3 信息隐藏的安全性3.3.1 绝对安全性3.3.2 秘密消息的检测3.4 信息隐藏的鲁棒性3.5 信息隐藏的通信模型3.5.1 隐藏系统与通信系统的比较3.5.2 信息隐藏通信模型分类3.6 信息隐藏的应用第4章音频信息隐藏4.1 基本原理4.2 音频信息隐藏4.2.1 LSB音频隐藏算法4.2.2 回声隐藏算法4.3 简单扩频音频隐藏算法4.3.1 扩展频谱技术4.3.2 扩频信息隐藏模型4.3.3 扩频信息隐藏应用4.4 基于MP3的音频信息隐藏算法4.4.1 MP3编码算法4.4.2 MP3解码算法4.5 基于MIDI信息隐藏4.5.1 MIDI文件简介4.5.2 MIDI数字水印算法原理第5章图像信息隐藏5.1 时域替换技术5.1.1 流载体的LSB方法5.1.2 伪随机置换5.1.3 利用奇偶校验位5.1.4 基于调色板的图像5.1.5 基于量化编码的隐藏信息5.1.6 在二值图像中隐藏信息5.2 变换域技术5.2.1 DCT域的信息隐藏5.2.2 小波变换域的信息隐藏第6章数字水印与版权保护6.1 数字水印提出的背景6.2 数字水印的定义6.3 数字水印的分类6.3.1 从水印的载体上分类6.3.2 从外观上分类6.3.3 从水印的加载方法上分类6.3.4 从水印的检测方法上分类6.4 数字水印的性能评价6.5 数字水印的应用现状和研究方向6.5.1 数字水印的应用6.5.2 数字水印的研究方向第7章数字水印技术7.1 数字水印的形式和产生7.2 数字水印框架7.3 图像数字水印技术7.3.1 水印嵌入位置的选择7.3.2 工作域的选择7.3.3 脆弱性数字水印技术7.4 软件数字水印技术7.4.1 软件水印的特征和分类7.4.2 软件水印简介7.4.3 软件水印发展方向7.5 音频数字水印技术7.5.1 时间域音频数字水印7.5.2 变换域音频数字水印7.5.3 压缩域数字水印7.5.4 音频数字水印的评价指标7.5.5 音频水印发展方向7.6 视频数字水印技术7.6.1 视频水印的特点7.6.2 视频水印的分类第8章信息隐藏分析8.1 隐写分析分类8.1.1 根据适用性8.1.2 根据已知消息8.1.3 根据采用的分析方法8.1.4 根据最终的效果8.2 信息隐藏分析的层次8.2.1 发现隐藏信息8.2.2 提取隐藏信息8.2.3 破坏隐藏信息8.3 隐写分析评价指标8.4 信息隐藏分析示例8.4.1 LSB信息隐藏的卡方分析8.4.2 基于SPA的音频隐写分析第9章数字水印的攻击9.1 数字水印攻击的分类9.1.1 去除攻击9.1.2 表达攻击9.1.3 解释攻击9.1.4 法律攻击9.2 水印攻击软件一、客观部分：（一）单项选择题：1.下列关于回声隐藏算法描述不正确的是( )。
信息隐藏与数字水印第1章PPT课件
❖ 网络游戏、数字动漫、数字电视、数字电影等
数字版权管理体系 数字水印标准
湖南科技大学计算机学院
信息隐藏与数字水印电子教案
向德0生0:制00作
1.0 引言
1.0.2 数字水印与信息隐藏的研究状况
第一章 概论
关键突破点：
③ 政策法规不能落后
各国政府对密码算法都有比较严格的管理 规定
但信息隐藏算法与数字水印算法的使用目 前还没有统一的规范
向德0生0:制00作
1.0 引言
1.0.2 数字水印与信息隐藏的研究状况
回顾：广义信息隐藏的研究：
第一章 概论
广义信息隐藏：信息隐藏与数字水印 由浅入深、由应用推动理论 算法研究
LSB算法，各种变换域算法
载体
图像、音频、视频、文本、各种数据载体等
特性
鲁棒性、脆弱性、半脆弱性
湖南科技大学计算机学院
向德0生0:制00作
1.2 信息隐藏的分类
1.2.1 信息隐藏的历史回顾
古代的隐藏术：
1、技术性的隐藏术 2、语言学中的隐藏术 3、用于版权保护的隐藏术
第一章 概论
湖南科技大学计算机学院
返回目录
信息隐藏与数字水印电子教案
向德0生0:制00作
1.2 信息隐藏的分类
1.2.1 信息隐藏的历史回顾
古代的隐藏术：
课程内容：
基础知识
向德0生0:制00作
引言
算法
第一章 概论
隐藏理论研究
攻击和分析
广义隐藏
信息隐藏原理
信息隐藏算法
图象 视频 … 音频 数据
信息隐藏攻击 （隐藏分析）
数字水印原理 数字水印算法 数字水印攻击
湖南科技大学计算机学院
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Global Hawk
Predator
Digital video watermarking for metadata embedding in UAV video
MetaData of Properties
GPS coordinates Camera angles Altitude Time etc.
第15周，2010.12.20 实验课
第16周，2010.12.27 实验课
第17周，2010.01.03 交大作业
课程网站
考核方式
•考查课 •考核指标 日常考勤，实验作业论文）.
第一章 概述 主要内容
•实例演示 •信息隐藏技术的重要性 •发展历程 •基本概念和范畴 •主要应用领域
在计算机科学中所处的位置
•基础理论（理论计算机，量子计算） •计算机软件（可信软件） •计算机体系结构（多核技术） •计算机硬件 •计算机应用技术（多媒体，人工智能） •自然语言理解与机器翻译 •信息安全（密码学，信息隐藏） •计算机网络（无线传感器网络，自组网）
信息安全
•广义上，凡是涉及到信息的安全性，完整性，可 用性，真实性和可控性的相关理论和技术都是信 息安全所要研究的领域。
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.
第一章 概述 主要内容
•实例演示 •信息隐藏技术的重要性 •发展历程 •基本概念和范畴 •主要应用领域
重要事件
•2009年6月24日 美国总统奥巴马批准成立美国的网络战司令部。 •陆地，海洋，天空，网络 •人类文明的进步？ •老死，病死，打死
华南虎虎照事件
华南虎虎照事件
嵌入脆弱水印
20
Digital video watermarking for metadata embedding in UAV video
•US Air Force Research Laboratory, Rome, NY, award #FA8750-04-1-0185
主要参考书
•《Digital Watermarking and Steganography, Second Edition》
Ingemar Cox， Matthew Miller， Jeffrey Bloom， and Jessica Fridrich， Morgan Kaufmann Publishers，2007
时间 第1周，2010.09.13 第2周，2010.09.20 第3周，2010.09.27 第4周，2010.10.04 第5周，2010.10.11 第6周，2010.10.18 第7周，2010.10.25 第8周，2010.11.01
课程内容 第一章 概述 第二章 多媒体与密码学基础 第三章 隐写与隐写分析 “十一”放假 第四章 数字图像水印 Matlab编程，实验课 第五章 数字视频水印 第六章音频、文档、软件水印
22
第一章 概述 主要内容
•实例演示 •信息隐藏技术的重要性 •发展历程 •基本概念和范畴 •主要应用领域
信息隐藏的发展历史（1）
•隐写术steganography，最早源于古希腊词 汇steganos和graphia
•大约公元前440年，古希腊奴隶携带秘密消 息的故事
故事中奴隶主Histiaus将一个奴隶的头发剃光，把秘密 信息刺在这个奴隶的头皮上，然后派他去Miletus的Ionian 城。为了把消息隐藏起来，刺字后让奴隶头发重新长起来。 奴隶到达Ionian城后，又将头发剃去，从而把消息展示给 城市的统治者Aristagoras。正是这个信息激励Aristagoras开 始反抗波斯国王。
•《信息隐藏技术及其应用》，刘振华，尹萍编著，科学出版社， 2002
•《信息隐藏技术与应用》，王丽娜，张焕国编著，武汉大学出 版社，2003
•《信息隐藏技术实验教程》，王丽娜，郭迟，李鹏编著，武汉 大学出版社，2004
•《数字水印技术及应用》，孙圣和，陆哲明，牛夏牧，科学出 版社，2004
课程安排
主要参考书
•《 Digital Watermarking and Steganography: Fundamentals and Techniques》
Frank Y. Shih，
CRC Publishers，2007
主要参考书
•《数字水印》，王颖，黄志蓓等译，Ingemar Cox，Matthew Miller，Jeffrey Bloom著，电子工业出版社，2003
信息隐藏与数字水印技术 第一章 概述
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
2010年09月13日
主讲教师
•陈真勇 博士，副教授，，
先进计算机应用技术教育部工程研究中心， 新主楼G948.
主讲教师
•蒲菊华 博士，副教授，，
先进计算机应用技术教育部工程研究中心， 新主楼G944.
课程安排
时间
课程内容
第9周，2010.11.08 第七章 数字指纹
第10周，2010.11.15 第八章 可逆水印
第11周，2010.11.22 第九章 数字权益管理（自学）
第12周，2010.11.29 第十章 数字水印攻击
第13周，2010.12.06 第十一章 研究热点
第14周，2010.12.13 实验课
•狭义的信息安全是指信息内容的安全性，即保护 信息的秘密性、真实性和完整性，避免攻击者利 用系统的安全漏洞进行窃听、冒充、诈骗、盗用 等有损合法用户利益的行为，保护合法用户的利 益和隐私。
•现代密码学(Cryptography)是信息安全技术的核心。
依靠密码学不能解决所有问题
•加密方法有一个缺点，那就是它明确地提示攻击 者哪些是重要信息，容易引起攻击者的好奇和注 意，并有被破解的可能性，而且一旦加密文件经 过破解后其内容就完全透明了。
•攻击者可以在破译失败的情况下将信息破坏，使 得即使是合法的接收者也无法阅读信息内容。
数字媒体的知识产权保护问题
•互联网上的数字媒体应用正在呈爆炸式的增长， 越来越多的知识产品以电子版的方式在网上传播。
•数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体 (数字音频，图象和视频)的原版进行无限制的任 意编辑，修改，拷贝和散布，造成数字媒体的知 识产权保护和信息安全的问题日益突出。