基于数字图像的信息隐藏技术

作     者：张作林 

作者单位：福州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈建华

授予年度：2005年

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：信息隐藏 数字水印 DCT变换 信息安全 脆弱水印 

摘      要：近年来，随着现代通信技术的发展和迅速普及，特别是随着由通信和计算机相结合而诞生的计算机互联网络的广泛应用。使得信息的共享，传播日益频繁和深入。它给人们带来种种便利的同时也带来了一系列的信息安全问题，比如信息窃取问题,多媒体信息的版权保护问题，信息篡改问题等。而传统信息安全保障手段——密码术并不能真正解决此类问题。人们提出了信息隐藏技术。实践证明信息隐藏技术是解决上述一系列的信息安全问题的有效手段，因此成为人们研究的热点。本文主要研究和讨论了基于数字图像的信息隐藏技术。在介绍信息隐藏的相关概念，特点和应用领域的基础上，详细讨论了信息隐藏的两大分支——隐写术和数字水印技术。并对已有的一些算法进行分析，然后指出他们的优缺点。最后结合人类视觉系统（HSV），提出了基于区域的信息隐藏算法和基于DCT变换的鲁棒数字水印算法和脆弱数字水印算法,并对上述算法进行测试，实验表明基于区域的信息隐藏方法具有良好的隐蔽性，大的信息隐藏量等特点。基于DCT变换的鲁棒性水印方法是通过调整DCT系数来嵌入水印信息的。试验表明该方法具有良好的抗JPEG压缩，中值滤波，高斯滤波等攻击的能力。而基于DCT变换的脆弱水印方法首先选取所要保护的图像区域，再找出完全属于区域的DCT块，选择一部分DCT块中对人类眼睛敏感的DCT低频系数作为Hash函数的输入，然后把其输出的部分作为脆弱水印信息隐藏到区域内其余DCT块的中频分量中去。检验时以同样的方法找出作为Hash函数输入的低频系数。经过Hash函数加密后，把Hash函数的输出和隐藏在图像中频区域的水印信息比较，从而得出图像区域是否遭到篡改的事实。文章的最后是对水印攻击方法的介绍和对信息隐藏技术研究方向的展望。