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数字图像篡改检测与定位研究

数字图像篡改检测与定位研究

作者：殷琪林南京信息工程大学

学位级别：硕士

大数据时代,网络及现实生活中充斥着纷繁复杂的篡改图像,使用单一的篡改手段已不能满足当前篡改者对图像视觉质量的要求,篡改者必然使用越来越多、越来越复杂的数字图像处理技术进行图像的篡改伪造,这无疑增添了辨别图像真伪的难度。篡... 详细信息

大数据时代,网络及现实生活中充斥着纷繁复杂的篡改图像,使用单一的篡改手段已不能满足当前篡改者对图像视觉质量的要求,篡改者必然使用越来越多、越来越复杂的数字图像处理技术进行图像的篡改伪造,这无疑增添了辨别图像真伪的难度。篡改图像的恶意使用,并借助社交网络进行病毒式传播,对社会、国家、国际信任体系与安全构成巨大的威胁。研发针对篡改图像的检测技术,及时准确地检测虚假消息,对社会、国家,甚至国防安全战略等方面都势在必行。因此,本论文就图像篡改取证这一亟需解决的任务,展开了以下两方面的研究:(1)针对现有彩色图像篡改检测算法篡改操作检测类型单一,定位精确度不高,并且仍需依靠大量的预处理或后处理等问题,本文提出了一种基于预测金字塔多任务网络的彩色图像篡改定位算法。无论使用何种篡改操作或后处理操作,篡改区域的边缘与原图仍存在细微差异,因此本文通过对图像进行不同尺度的块分割,多尺度的表征图像块的统计属性分布,寻求篡改区域与非篡改区域的统计差异,从而形成篡改块的预测金字塔,由粗到细的勾勒出篡改区域的边缘。为了精细化定位结果,引入图像的多层次语义信息,在预测掩膜上采样的过程中,指导网络模型对于篡改区域的分割,最终达到像素级的定位结果。实验表明,所提算法具有不错的鲁棒性和泛化性,同时相较于现有算法,在CASIA,NIST16,Columbia和COVER四个基准数据集上展现出更好的综合性能。(2)针对现有深度学习彩色图像复制粘贴检测算法特征表征效果差,相似性匹配精度低等问题,本文提出了一种基于对比学习差分特征的彩色图像复制-粘贴定位算法。区域相似性比较是复制粘贴检测算法中至关重要的一环,相似性比较的精确度直接决定了检测算法的性能。因此本文通过设计专门的图像表征网络,最大化同一物体的不同变换视图之间的一致性以及最小化不同物体的变换视图之间的一致性来提高网络的特征提取能力,并结合差分思想,寻找最佳图像表征特征,提高相似度匹配的精确度,增强彩色图像复制-粘贴定位算法的性能。实验表明,在四种公开数据集(USC-ISI,CASIA,Co Mo Fo D和COVER)上,所提算法能取得较好的复制粘贴区域定位能力。

关键词：数字图像取证多任务网络预测金字塔对比学习差分特征

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ARIA的差分性质研究

信息工程大学学报 2013年第2期14卷 141-147,152页

作者：郭建胜张磊罗伟信息工程大学 65012部队

ARIA是韩国标准分组加密算法。有关ARIA的差分性质研究结果仅限设计者基于活动S盒数目而给出的一个理想评估上界。文章通过对算法轮函数内部结构分析,严格给出了ARIA算法存在的最大单链差分转移概率,进一步考虑在多条差分路径复合的情况... 详细信息

ARIA是韩国标准分组加密算法。有关ARIA的差分性质研究结果仅限设计者基于活动S盒数目而给出的一个理想评估上界。文章通过对算法轮函数内部结构分析,严格给出了ARIA算法存在的最大单链差分转移概率,进一步考虑在多条差分路径复合的情况下,找到了最大的两轮循环差分转移概率。结果表明,即使在考虑复合差分路径的情况下,ARIA对差分分析也是安全的。

关键词：分组密码 ARIA 差分分析差分特征复合差分路径

基于MILP对SPECK32循环参数安全性探究

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信息工程大学学报 2020年第5期21卷 579-585页

作者：陈少真侯泽洲任炯炯信息工程大学河南郑州450001 密码科学技术国家重点实验室北京100878

近年来,基于MILP的搜索技术越来越多地应用到分组密码算法的差分路径的寻找过程中,且与以往的找寻差分路径的算法相比在时间复杂度、空间复杂度上有较为明显的优势。首先分析前人针对SPECK算法的MILP模型的构造,特别是对模加操作的MILP... 详细信息

近年来,基于MILP的搜索技术越来越多地应用到分组密码算法的差分路径的寻找过程中,且与以往的找寻差分路径的算法相比在时间复杂度、空间复杂度上有较为明显的优势。首先分析前人针对SPECK算法的MILP模型的构造,特别是对模加操作的MILP模型的构造并对其进行说明。而后修改SPECK32算法循环移位参数并基于MILP技术进行了低轮数自动化搜索差分路径的实验,并以差分概率为衡量标准来推断抗低轮数差分攻击的最佳循环参数对。最后,对循环参数对对减轮SPECK32安全性的影响进行了分析与总结。

关键词：轻量级分组密码 SPECK 差分特征 MILP

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减轮GOST2的相关密钥差分攻击

信息工程大学学报 2019年第3期20卷 335-339,345页

作者：陈少真薛平杨行信息工程大学河南郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室河南郑州450001

2015年,文献[1]提出GOST的改进版本GOST2,该版本使GOST2便于硬件实现,且抵抗相关密钥攻击能力更强。给出GOST216轮概率为1的相关密钥差分区分器,计算S盒平均差分分布概率,建立概率为1.75×2-7的GOST221轮相关密钥截断差分特征,恢复GOST2... 详细信息

2015年,文献[1]提出GOST的改进版本GOST2,该版本使GOST2便于硬件实现,且抵抗相关密钥攻击能力更强。给出GOST216轮概率为1的相关密钥差分区分器,计算S盒平均差分分布概率,建立概率为1.75×2-7的GOST221轮相关密钥截断差分特征,恢复GOST2第5~27轮中的64比特密钥。此外,还给出GOST2的第26~28轮相关密钥截断差分特征及概率。

关键词： GOST GOST2 相关密钥攻击差分特征

改进的Mastui算法差分路径自动化搜索方法

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北京电子科技学院学报 2014年第2期22卷 48-53页

作者：方波李艳俊毛明西安电子科技大学通信工程学院西安7100711 北京电子科技学院北京100070

本文首先对Mastui算法进行了两方面的改进,首先重构了S盒差分分布表,转变成密集型哈希表。然后提出基于向量的一种严格剪枝技术,可以尽早筛选掉不满足的差分路径。然后将改进算法应用到了Feistel结构和SP结构类型的分组密码中,以轻量级... 详细信息

本文首先对Mastui算法进行了两方面的改进,首先重构了S盒差分分布表,转变成密集型哈希表。然后提出基于向量的一种严格剪枝技术,可以尽早筛选掉不满足的差分路径。然后将改进算法应用到了Feistel结构和SP结构类型的分组密码中,以轻量级分组密码MIBS为例,应用所给出的自动化搜索技术,搜索出4轮的最优差分概率为2-12,相比文献[2]所声称MIBS最好的4轮差分特征概率为2-16,具有更优结果。本文同时也给出其r(8≤r≤12)轮的差分特征,搜索出12轮最优迭代差分路径,其概率为2-56。

关键词： Feistel-SP MIBS 剪枝技术 Mastui 差分特征

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RC6中不同固定循环移位对差分分析的影响

信息安全与通信保密 2006年第12期28卷 34-36页

作者：沈静李超海军工程大学文理学院应用数学系湖北武汉430033 国防科技大学理学院数学与系统科学系湖南长沙410073

论文首先讨论了不同的固定循环移位对RC6-I(用恒等函数代替平方函数的变体)的影响,从理论上证明了当固定循环移位的取值为lgw时,RC6-I抗差分分析的效果最好。

关键词： RC6 分组密码差分特征固定循环移位

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PRIDE算法的差分特性研究

信息工程大学学报 2015年第6期16卷 645-649页

作者：崔竞一郭建胜刘翼鹏信息工程大学河南郑州450001 信息保障技术重点实验室北京100000

研究了轻量级分组密码算法PRIDE的差分分析与相关密钥-差分分析下的安全性。依据分支数理论,分析了算法基于"宽轨迹"策略设计的线性变换层的差分传递规律,给出了线性变换层32个不动点和88个2轮循环差分特征。综合考虑S盒差分传递规律,... 详细信息

研究了轻量级分组密码算法PRIDE的差分分析与相关密钥-差分分析下的安全性。依据分支数理论,分析了算法基于"宽轨迹"策略设计的线性变换层的差分传递规律,给出了线性变换层32个不动点和88个2轮循环差分特征。综合考虑S盒差分传递规律,构造出算法的32条概率为2-58的与24条概率为2-60的15轮差分路径;同时依据密钥调度算法的差分传递规律,给出了算法16条概率为2-36的18轮相关密钥差分路径。在上述路径的基础上,可给出算法19轮差分分析结果与全轮的相关密钥差分分析结果。

关键词：差分分析差分特征轻量级分组密码算法 PRIDE

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基于差分隐私的网络图像敏感数据挖掘方法

新乡学院学报 2023年第3期40卷 30-33页

作者：杜玉昌厦门软件职业技术学院招生处福建厦门361024

常规的敏感图像数据挖掘方法是利用原有数据库进行图像敏感信息识别,这使新兴敏感数据无法被有效挖掘。为此,设计了基于差分隐私的网络图像敏感数据挖掘方法。首先,挖掘出图像敏感数据差分特征,剔除疑似敏感的图像数据。然后,利用差分... 详细信息

常规的敏感图像数据挖掘方法是利用原有数据库进行图像敏感信息识别,这使新兴敏感数据无法被有效挖掘。为此,设计了基于差分隐私的网络图像敏感数据挖掘方法。首先,挖掘出图像敏感数据差分特征,剔除疑似敏感的图像数据。然后,利用差分隐私算法,生成网络图像的视觉敏感词典,有效识别新兴敏感数据。最后,构建网络图像敏感数据挖掘模型,进一步提高敏感数据挖掘精准度。实验结果表明所提方法挖掘的敏感数据更加准确。

关键词：差分隐私网络图像敏感数据挖掘方法差分特征敏感词典

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针对LOKI89的5轮不可能差分攻击

针对LOKI89的5轮不可能差分攻击