数字隐写分析
基于DCT的JSteg隐写及分析
基于DCT的JSteg隐写及分析一、摘要 (1)二、引言 (3)三、JSteg隐写 (4)3.1 JSteg简介 (4)3.2 JSteg算法 (5)3.3 JSteg隐写过程 (6)四、JSteg隐写检测 (7)4．1基于小波特征函数统计矩的隐写分析··74.2基于支持向量机的多特征盲检测算法 (9)五、总结 (10)【参考文献】 (11)附录 (12)JSteg隐写代码（matlab） (12)一、摘要JPEG是互联网上最为常见的一种图像格式，而DCT变换是JPEG压缩采用的重要技术之一，在DCT变换系数（DCT域）上隐藏信息是常见的数字隐写方式。
DCT（Discrete Cosine Transform，离散余弦变换）是一种实数域变换，其变换核为实数余弦函数。
作为DCT变换的方法之一，JSteg是一种采用JPEG图像作为载体的隐写软件，其算法实际上就是将空域LSB替换隐写应用到JPEG图像上。
主要思想是：将一个二进制位的隐秘信息嵌入到量化后的DCT系数的LSB上，但对原始值为．1、0、1的DCT系数例外，提取隐秘信息时，只需将载密图像中不等于．1、O、l的量化DCT系数的LSB 逐一取出即可。
JSteg算法虽然简单易用，但由于其会引起系数直方图出现值对区域相等的特点，用卡方分析可以很容易的检测到秘密信息的存在，因此其安全性较差。
关键词：JPEG DCT JSteg 实数余弦函数Based on the analysis of DCTsteganographyAbstractJPEG is the Internet's most common image format, JPEG compression and the DCT is one of the key technology used in the DCT coefficients (DCT domain) on the hidden information is a common digital steganography way. DCT (Discrete Cosine Transform, Discrete Cosine Transform) is a real domain transform, which is a real number cosine transform kernel functions. As one method of DCT, JSteg aJPEG image using steganography software as a carrier, the algorithm will actually replace airspace LSB steganography applied to JPEG images. The main idea is: to embed a bit of secret information to the LSB of quantized DCT coefficients, but the original value. 1,0,1 DCT coefficients exception when extracting hidden information, simply stego image is not equal. 1, LSB O, l quantized DCT coefficients can be taken out one by one. JSteg algorithm is simple and easy to use, but because it will cause the value of the coefficient equal to the regional characteristics of the histogram appears chi-square analysis can easily detect the presence of secret information, so the security is poor.Keywords: JPEG DCT JSteg real cosine function二、引言作为信息安全的分支，隐写技术主要是针对图片等外在特征较为明显的载体写入想要隐藏的信息，用以达到信息隐藏的目的。
信息隐藏技术的研究与应用
信息隐藏技术的研究与应用现在，在网络空间中隐蔽传输信息成为了一种非常重要的需求。
为了解决这一问题，信息隐藏技术被应用于各个领域中。
信息隐藏技术是指将数据隐藏在其他数据之中，以达到保密的目的。
伴随着信息技术的不断发展，这种技术已经得到了广泛的应用。
信息隐藏技术的发展历程:信息隐藏技术起源于20世纪90年代，当时它被称为“隐写术”。
20世纪90年代中期，互联网和数字图像技术的快速发展，为隐写术的应用提供了基础。
目前，信息隐藏技术已经发展出了许多种隐写手段，包括音频隐写，视频隐写，图片隐写等。
信息隐藏技术的实现原理:信息隐藏技术的实现原理通常分为两种：一种是在原始数据中植入数据；另一种是将数据混淆在原始数据中。
在原始数据中植入数据的方法，是将数据嵌入到原始数据的低阶位中，以此来实现对密文的保密。
这种方式常见的应用就是图片隐写技术，图片隐写技术可以将信息隐藏在图片的RGB值中，从而使得信息难以察觉。
混淆数据的方法，也称为加噪声技术，是将数据与原始数据混合起来，从而使得数据很难被发现。
这种方式通常适用于数字音频和视频领域。
现在，很多数字音频和视频的格式都支持数据混淆技术。
信息隐藏技术的应用:信息隐藏技术在现代社会中的应用非常广泛。
最常见的应用包括数据保密、版权保护和数字水印等。
在数据保密方面，信息隐藏技术可以帮助企业和个人保护机密信息，避免机密信息被未经授权的人员获取。
同时，它还可以用于防止黑客攻击。
在版权保护方面，信息隐藏技术可以帮助版权拥有者保护自己的作品不被盗用。
常见的技术包括视频音轨隐藏和视频图像水印。
在数字水印方面，信息隐藏技术可以将数字水印嵌入到数字媒体中，以标识数据所有者。
数字水印常用于版权保护和防止非法复制。
结论:信息隐藏技术在保护隐私和数据安全方面的应用越来越广泛。
同时，随着数字技术的发展，它的应用场景正在不断扩大。
在未来，信息隐藏技术将会得到更广泛的运用，在数字经济时代的发展中，它将发挥越来越重要的作用。
形形色色的隐写技术
形形色色的隐写技术“隐写术”（steganography）与密码术的区别在于：前者设法不让别人看到所写的东西，后者则让别人看到了所写的东西却不知道它的真实含义。
严格地说，隐写术不属于密码学。
但是在人类的保密通信历史上，隐写术与密码术一直并存，它们互为补充，有时甚至被同时使用。
从保密和安全的角度讲，隐写术甚至更可靠，因为它能够把通信双方都隐藏起来。
所以，要想了解密码学，有必要同时了解一点隐写术。
隐写术也已经有很长的历史。
历史记载最早的隐写术实践是在2500年前，古希腊斯巴达国王狄马拉图斯（Demaratus）把“波斯人即将入侵希腊”的消息写在木板上，然后在上面涂层蜡并派人把它送回希腊，通知那里的人民。
大约同一时期，古希腊米利都的君主希斯忒奥斯(Histiaeus)曾经把密信写在奴隶的光头上；等头发重新长出来后，再派他到收信方那里去；对方只需把那个奴隶的头发剃光，就可以看到信的内容。
当然，这两种隐写术都很原始，效率低并且不是很安全。
常用的隐写术是用“隐显墨水”（sympathetic inks）书写，这种墨水只有经过某种处理才会显现。
如在上一章所介绍，中国古代使用的“矾书”，只有被弄湿了，它才会显现文字。
近代以来，由于化学的进步，各国的秘密通信的专家们找到了无数种类的隐显墨水。
以下略述常见的几种：用硫酸铜制成的墨水，经氨水熏后就变成红色；用无色的硫酸铁溶液写成的文字，经棉花蘸氰酸钾擦拭后变成中湖蓝色（bright blue），或经涂上苏打（碳酸钠）水后变成褐色。
用柑橘类水果汁做的墨水写的信文可通过在电灯泡上慢慢加热信纸而令其显现，也可用热熨斗熨信纸让字显现。
酚酞做墨水写密文。
当墨水干了，字就看不见了。
要让它显现，用一小块棉花或清洁布在家用氨水（如溶在少量水中的苏打）中沾湿，然后轻按在信纸上。
其中的文字会立刻变成紫红色显现。
有许多物质（如增白洗衣粉）可以用来制作一种隐显墨水，它们会在紫外射线（即所谓的“黑光”）下发光。
lsb隐写的数学建模
lsb隐写的数学建模摘要：1.LSB 隐写术的概述2.LSB 隐写术的数学模型3.LSB 隐写术在图像和音频处理中的应用4.LSB 隐写术的优缺点分析5.总结正文：1.LSB 隐写术的概述LSB（Least Significant Bit，最低有效位）隐写术是一种常见的数字隐写技术，其主要思想是将秘密信息的每个比特替换到原始文件中数据的最低有效位。
由于这种替换对原始文件的影响非常小，所以难以察觉。
LSB 隐写术广泛应用于图像、音频等多媒体文件的隐藏信息传递。
2.LSB 隐写术的数学模型LSB 隐写术的数学模型主要包括两个部分：一是将秘密信息编码到原始文件中，二是从原始文件中解码出秘密信息。
（1）编码部分：设原始文件的长度为N，秘密信息的长度为M，则秘密信息可以表示为一个长度为M 的二进制序列。
将这个二进制序列按照LSB 的顺序嵌入到原始文件中，得到一个新的文件。
这里需要解决的问题是如何将秘密信息的每个比特与原始文件的数据进行替换，使得替换后的文件在视觉或听觉上与原始文件差别不大。
（2）解码部分：在接收端，需要从原始文件中提取出秘密信息。
这可以通过特定的算法实现，例如在图像处理中，可以采用基于像素的分析方法；在音频处理中，可以采用基于音频信号处理的方法。
3.LSB 隐写术在图像和音频处理中的应用（1）在图像处理中的应用：LSB 隐写术在图像处理中的主要步骤包括：将秘密信息编码到原始图像中，以及从原始图像中解码出秘密信息。
编码过程中，可以将秘密信息的每个比特替换到原始图像的每个像素的LSB 中。
解码过程中，可以通过分析原始图像的像素值来提取出秘密信息。
（2）在音频处理中的应用：LSB 隐写术在音频处理中的原理与图像处理类似。
编码过程中，可以将秘密信息的每个比特替换到原始音频信号的每个采样点的LSB 中。
解码过程中，可以通过分析原始音频信号的采样值来提取出秘密信息。
4.LSB 隐写术的优缺点分析优点：（1）隐蔽性强：由于LSB 隐写术是将秘密信息隐藏在原始文件的最低有效位中，所以难以察觉。
07.4基于视觉特性的隐写与隐写分析
深入的工作
需要耐心细致的研究
2020/1/30
信息隐藏与数字水印
29
1
0
3
BPCS方法（嵌入）
将载体图像所有位平面分为小块，如8×8 计算每个小块的复杂度
复杂度定义：所有相邻像素对中取值不同的像素 对数目。复杂度最大可能值记为Cmax
例如，8×8，复杂度0－112 全0或全1：复杂度0 0、1相间棋盘状：复杂度112
2020/1/30
信息隐藏与数字水印
处有明显不连 续跳跃
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信息隐藏与数字水印
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实验结果2
图像Man
8×8
a=0.45
嵌入量5.2E5
PSNR＝36.7dB
在
0.45Cmax=50
处有明显不连
续跳跃
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信息隐藏与数字水印
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PVD 隐写
PVD（pixel-value differencing） 基于图像中相邻像素对差异的隐写
考察图像小块像素差值的直方图 通常一幅正常图像的像素差值直方图应该
比较平滑，并且随着 |d| 的增加而减小
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信息隐藏与数字水印
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对PVD的隐写分析
嵌入之后
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信息隐藏与数字水印
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隐写分析总结
找出隐写引起的特征变化
直方图 奇异点，等
与嵌入量有关 设计隐写算法时，从隐写分析的角度考虑
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例
解：
则第一块1 1复杂度为2，大于alpha*Cmax
10
信息隐藏技术在数字取证中的应用案例分析(九)
信息隐藏技术在数字取证中的应用案例分析引言：数字化时代的到来使得信息的传播与存储变得异常便捷，同时也带来了新的挑战，例如信息的丢失、信息安全隐患等。
数字取证作为一种科学的手段，用于寻找、提取、还原和分析电子设备中的数字证据，每天都在努力应对这些挑战。
信息隐藏技术，作为数字取证的重要组成部分，通过将关键信息嵌入到其他看似普通的数据中，提供了一种有效、隐秘的手段来保护信息的安全和完整。
本文将以案例分析的方式阐述信息隐藏技术在数字取证中的应用。
案例一：文档数据的隐写术分析在一起刑事案件中，警方获得了犯罪嫌疑人使用的电脑。
然而，在检查电脑中的文档时，他们发现有两个看似无用的文档——一个标题是“个人日志”的文档和一个标题是“致某人”的文档。
通过之前的经验，调查人员怀疑这些文档中可能隐藏着重要的信息。
经过进一步的分析，他们发现这些文档中使用了一种称为LSB（最低有效位）的隐写术。
通过将原本的二进制数据替换为隐藏的二进制数据，犯罪嫌疑人成功将信息隐藏在看似无害的文档中。
调查人员成功地提取了隐藏的信息，并将其作为案件侦破的重要线索。
案例二：音频文件的隐写术分析在一项商业盗版案件中，调查人员获得了一段犯罪嫌疑人使用的音频文件。
然而，在对音频文件的分析过程中，调查人员发现音频文件的音质不佳，有明显的杂音。
经过进一步的研究，他们发现这些杂音实际上是隐藏在音频文件中的信息。
调查人员应用了一种称为频段隐写术的技术，将关键信息嵌入到了音频文件的低频段中。
通过合适的提取算法，调查人员成功地提取出了隐藏的信息，为案件的侦破提供了重要的线索。
案例三：图片文件的隐写术分析在一起网络诈骗案件中，调查人员获取了嫌疑人使用的几张图片。
然而，在对这些图片进行详细分析时，他们发现一张图片的尺寸远大于其他图片，同时也没有什么明显的特别之处。
调查人员怀疑这张图片中可能隐藏着重要的信息。
通过应用隐写分析工具，他们发现这张图片中使用了一种称为加密隐写术的技术。
lsb隐写解题方法
LSB隐写解题方法一、什么是LSB隐写？LSB（Least Significant Bit）隐写是一种常见的信息隐藏技术，它通过在像素的最低有效位（LSB）中嵌入秘密信息，以实现对图像、音频或视频等媒体文件进行隐写操作。
在人类视觉系统中，最低有效位的变化往往不会引起明显的感知变化，因此LSB隐写可以实现相对较高的隐蔽性。
二、LSB隐写的原理LSB隐写的基本原理是通过修改像素的最低有效位来嵌入秘密信息。
在数字图像中，每个像素由RGB（红绿蓝）三个分量组成，每个分量占用8个比特位。
假设我们要嵌入一个比特位的秘密信息，可以将该比特位直接替换为要隐藏的信息比特位，以实现信息的嵌入。
三、LSB隐写的步骤3.1 选择载体图像首先，我们需要选择一个合适的载体图像，即将要嵌入秘密信息的图像。
一般来说，选择分辨率较高、色彩丰富的图像作为载体图像，以最大程度减小嵌入信息对图像质量的影响。
3.2 将秘密信息转换为比特流将要隐藏的秘密信息转换为比特流是嵌入过程的关键步骤。
对于文本信息，可以使用ASCII码将每个字符转换为8个比特位；对于二进制文件，可以直接将每个字节转换为8个比特位。
3.3 嵌入秘密信息在选择好载体图像和准备好秘密信息的比特流后，我们可以开始嵌入秘密信息。
具体操作是将秘密信息的比特位依次替换载体图像像素的最低有效位。
需要注意的是，嵌入信息后的图像与原始图像在视觉上几乎没有差别。
3.4 提取秘密信息提取秘密信息是LSB隐写的逆过程。
通过读取载体图像像素的最低有效位，我们可以逐比特位地恢复出嵌入的秘密信息。
提取后的秘密信息与原始信息完全一致。
四、LSB隐写的优缺点4.1 优点•隐蔽性强：LSB隐写嵌入的秘密信息在视觉上几乎不可察觉，很难被发现。
•容量大：由于每个像素的最低有效位都可以用来嵌入信息，因此可以在图像中嵌入较大容量的秘密信息。
4.2 缺点•对质量的影响：由于嵌入秘密信息会对载体图像进行微小的修改，因此可能会对图像质量产生一定的影响。
信息隐藏技术在数字取证中的应用案例分析(十)
信息隐藏技术在数字取证中的应用案例分析一、引言随着数字化时代的来临，大量的个人和企业数据被存储在电子设备和网络中。
然而，随之而来的是各种各样的数字犯罪活动，如网络欺诈、数据泄露、计算机黑客等。
数字取证作为一种方法，帮助执法机构收集和分析与犯罪活动相关的电子证据。
信息隐藏技术在数字取证中的应用愈发重要，本文将通过几个实际案例，探讨该技术在数字取证中的作用和价值。
二、隐写术的应用案例隐写术是一种将信息隐藏在其他媒介中的技术。
在数字取证中，它可以用来隐藏犯罪活动中的证据。
例如，执法机构调查一起贩毒案件时，在嫌疑人的电脑中发现了大量的图片文件。
然而，这些图片并没有显示任何可疑的内容。
通过使用隐写术的分析工具，调查人员可以发现其中几张图片中隐藏了贩毒的交易记录。
这种技术在识别和提取隐藏信息方面发挥了重要作用。
三、音频隐写术的应用案例除了图片，音频隐写术也是数字取证中常用的一种技术。
一起涉及售卖盗版音乐的案件中，调查人员得到了一部分嫌疑人的音频文件。
然而，这些文件都是正常的音乐曲目，没有任何可疑之处。
通过使用音频隐写术的分析工具，调查人员发现其中几首歌曲中隐藏了商店的地址，以及销售盗版音乐的联系方式。
这使得执法机构能够追踪到销售盗版音乐的整个网络。
四、视频隐写术的应用案例视频隐写术是指将信息隐藏在视频中的技术。
在一起调查有关网络欺诈的案件中，调查人员获得了疑似嫌疑人的一段视频记录。
这段视频看起来只是一段普通的交友聊天记录，没有任何异常之处。
然而，通过应用视频隐写术的技术，调查人员发现这段视频中隐藏了大量的账户信息、密码以及网络欺诈活动的细节。
这使得执法机构能够深入了解此网络犯罪团伙的操作方式和结构。
五、图像隐写术的应用案例图像隐写术是指在图像中嵌入隐藏信息的技术。
在一起调查有关计算机黑客的案件中，调查人员取得了嫌疑人的一张照片。
然而，这张照片只是一个常见的风景图，并没有什么特别之处。
通过应用图像隐写术的技术，调查人员发现照片中隐藏了黑客活动的指令和目标网站的访问路径。
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仲恺农业工程学院 毕 业 论 文
数字隐写分析术方法研究与实现 姓 名 梁胜展
院（系） 信息学院
专业班级 通信工程072
学 号 200710324232
指导教师 王员根
职 称 讲师
论文答辩日期 2011 年 05月 14日
仲恺农业工程学院教务处制 学生承诺书 我承诺在毕业论文过程中严格遵守学校有关规定，在指导教师的安排与指导下独立 完成所规定的毕业论文工作，决不弄虚作假，不请别人代做毕业论文或抄袭别人的成果。 所撰写的毕业论文或毕业设计是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数 据、图表均注解并说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。
学生(签名): 年 月 日 摘 要 本文主要研究以数字图像为载体的信息隐写分析技术。隐写算法中利用图像DCT系数最不重要位隐藏信息的隐写算法具有透明性好，鲁棒性强等特点，这类隐写算法包括JSteg,Outguess等。本文研究了针对DCT系数LSB算法的隐写分析算法。主要对针对JSteg隐写的检测进行研究。实验结果表明，采用基于DCT系数对值（pair values）的变化的卡方统计攻击方法来检测Jsteg顺序隐写，具有很好的检测效果。由于Westfeld等人提出的卡方检验方法的耗时很大，且不能检测出Jsteg随机隐写，故引出一种改进的卡方检验方法：快速卡方检验方法。快速卡方检验方法不仅能够检测出Jsteg顺序隐写，而且能检测出Jsteg随机隐写。同时能有效地估计出嵌入率。 关键词：隐写 隐写分析 DCT 卡方检验 JSteg 目 录 1 绪论 ............................................................................................................................................................. 1 1.1 引语 .......................................................................................................................................................... 1 1.2 信息隐藏技术的历史、应用和发展 ...................................................................................................... 1
1.2.1 信息隐藏技术的历史 ........................................................................................................................... 1
1.2.2 信息隐藏技术的应用 ........................................................................................................................... 1 1.2.3 信息隐藏技术的发展 ........................................................................................................................... 2 1.3 数字图像隐写检测技术 .......................................................................................................................... 2 1.3.1 隐写信息检测技术 ............................................................................................................................... 3
1.3.2 隐写信息的提取技术 ........................................................................................................................... 3 2 基于图像统计模型的隐写分析 ................................................................................................................. 4 2.1 针对LSB替换隐写分析 ......................................................................................................................... 4 2.1.1 卡方检测方法 ....................................................................................................................................... 6
2.1.2 RS方法 ................................................................................................................................................ 11 2.1.3 SPA方法 .............................................................................................................................................. 13 2.2 针对K及随机调制隐写的隐写分析 ............................................................................................... 13 2.2.1 1隐写的信息比率估计 .................................................................................................................. 13
2.2.2 K隐写信息比率估计 .................................................................................................................... 14 2.3 随机调制隐写的信息比率估计 ............................................................................................................ 14 3 针对JSteg隐写的检测 ............................................................................................................................ 14 3.1 卡方检测方法 ........................................................................................................................................ 14 3.2 快速卡方检验方法 ................................................................................................................................ 15
3.2.1 针对顺序JSteg隐写 ......................................................................................................................... 18
3.2.2 针对随机JSteg隐写 ......................................................................................................................... 18 3.3 快速卡方检验方法—matlab实现 ........................................................................................................ 18 4 结论 ........................................................................................................................................................... 19 参 考 文 献 ............................................................................................................................................. 20 英 语 摘 要 ............................................................................................................................................. 22