多备份信息隐藏及隐藏图像恢复研究

作     者：阳菊 

作者单位：广西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张显全

授予年度：2017年

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 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：多备份信息隐藏 信息安全 模板矩阵 抗攻击性 图像恢复 

摘      要：随着大数据时代的来临,数据安全问题成为了人们关注的焦点。信息隐藏技术作为信息安全的重要研究领域,是将秘密信息嵌入到载体中,让截获者不易察觉到隐秘信息的存在,从而实现信息的安全保护。信息隐藏技术广泛应用于数据保密、数据知识产权、版权保护、数据的不可抵赖性、数据防伪及数据的篡改提醒等。图像作为信息隐藏的重要载体之一,在信息隐藏中应用广泛。由于数字图像具有易于修改的特点,若载密图像在传输和存储过程中受到剪切、噪声等攻击,其中的隐藏信息也将被破坏。因此,研究抗剪切和噪声等攻击的信息隐藏算法及隐藏图像的恢复算法对信息的安全保护有重要的意义。为了提高隐藏信息的安全性,本文在多备份信息隐藏及隐藏图像的恢复这两方面进行了研究,相关工作如下:1、提出了一种多备份信息隐藏算法。按备份数将隐藏信息进行分组,根据每组所需隐藏信息的载体大小和备份数选择所需的载体图像。用同一直线上相同元素的个数,任意元素和它8邻域元素的重复数,任意嵌入一份完整隐藏信息的区域的大小,作为约束条件计算对应的模板矩阵。根据模板矩阵将多个备份的隐藏信息嵌入到载体图像中,实现多备份信息隐藏。本文算法能够较好的抵抗大面积剪切攻击,且有一定的抗噪声能力。2、提出了一种基于高位修复和统计插补的隐藏图像恢复算法。通过检测载密图像的噪声,在提取隐藏图像时标记图像中被破坏的位。根据待修复点和其邻域中像素比特位的可信情况,对隐藏图像待修复像素的最高位和次高位进行修复。利用统计学中的插补方法,当待修复像素邻域中的可信像素较多且这些像素之间的差值小于给定的阈值,则直接用刀切插补法对其进行修复,对于其他未修复的像素,应用多重插补的方法进行修复,实现对隐藏图像的恢复。本文算法在各种强度的噪声攻击下均有较好的恢复效果。