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对随机LSB隐写术的选择密钥提取攻击

通信学报 2010年第5期31卷 73-80页

作者：陈嘉勇祝跃飞张卫明刘九芬解放军信息工程大学网络工程系河南郑州450002 解放军信息工程大学应用数学系河南郑州450002

提出一种针对随机LSB隐写术的选择密钥提取攻击方法。对一类伪随机置换隐写术建立有向圈模型,证明了有向圈模型中存在大量等价密钥和相邻密钥,并给出计算等价密钥量的方法。利用等价密钥和相邻密钥的性质,结合突变点检测法,提出一种基... 详细信息

提出一种针对随机LSB隐写术的选择密钥提取攻击方法。对一类伪随机置换隐写术建立有向圈模型,证明了有向圈模型中存在大量等价密钥和相邻密钥,并给出计算等价密钥量的方法。利用等价密钥和相邻密钥的性质,结合突变点检测法,提出一种基于选择密钥的提取攻击算法,其计算复杂度低于Fridrich方法。理论分析和实验结果均表明,即使对消息嵌入率估计存在较大误差,该算法仍具有较强稳健性。

关键词：信息隐藏隐写分析伪随机置换隐写密钥提取攻击 JSteg

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对空域图像LSB隐写术的提取攻击

计算机学报 2007年第9期30卷 1625-1631页

作者：张卫明李世取刘九芬信息工程大学信息研究系

隐写分析的研究一直集中于检测隐藏信息的存在性,而关于如何提取隐藏信息(即对隐写术的提取攻击)的研究还非常少.对于使用密钥的隐写术,提取攻击等价于恢复隐写密钥.文中结合隐写分析中的检测技术和密码分析中的相关攻击技术,对空域图像... 详细信息

隐写分析的研究一直集中于检测隐藏信息的存在性,而关于如何提取隐藏信息(即对隐写术的提取攻击)的研究还非常少.对于使用密钥的隐写术,提取攻击等价于恢复隐写密钥.文中结合隐写分析中的检测技术和密码分析中的相关攻击技术,对空域图像LSB隐写术提出了一种隐写密钥恢复方法.理论分析说明:此攻击方法的计算复杂度主要由所需的样本量决定,并且当嵌入率r接近0或1时攻击将失败.作者通过混合高斯模型给出了一个估计最小样本量的方法.针对隐写软件"HideandSeek4.1"的实验表明:此攻击方法可以成功恢复隐写密钥,从而提取隐藏的消息.如果消息长度L未知,当嵌入率5.3%攻击可以成功;如果L已知,当1.1%攻击可以成功,并且当11%攻击速度提高10%～45%.

关键词：隐写术隐写分析提取攻击相关攻击混合分布

针对图像空域随机LSB信息隐藏的提取攻击策略

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武汉大学学报（理学版） 2015年第1期61卷 41-50页

作者：王丽娜王旻杰章鑫翟黎明徐一波武汉大学计算机学院湖北武汉430072 武汉大学空天信息安全与可信计算教育部重点实验室湖北武汉430072

针对图像空域随机LSB信息隐藏,重点研究隐写嵌入对隐写轨迹上像素间关联性的影响,通过提取隐写密钥对应的隐写轨迹上像素多方向关联化互信息特征,在互信息值与隐写密钥间建立映射对应关系,从而在隐写密钥空间内甄别出真伪隐写密钥,最终... 详细信息

针对图像空域随机LSB信息隐藏,重点研究隐写嵌入对隐写轨迹上像素间关联性的影响,通过提取隐写密钥对应的隐写轨迹上像素多方向关联化互信息特征,在互信息值与隐写密钥间建立映射对应关系,从而在隐写密钥空间内甄别出真伪隐写密钥,最终实现提取攻击获得隐写密钥.在隐写密钥提取攻击测试中表明,本文提出的方法能够针对随机LSB替换和随机LSB匹配嵌入实现提取攻击,与现有的提取攻击方法相比具有更高的提取攻击准确率,在不同的图像集下能够保持较好的隐写密钥提取攻击效果.

关键词：隐写分析信息隐藏空域随机LSB嵌入提取攻击

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序贯LSB隐写术的提取攻击

计算机工程 2008年第24期34卷 146-148页

作者：陈嘉勇刘九芬周涵张卫明解放军信息工程大学信息工程学院郑州450002

序贯LSB隐写术在载体中通过连续LSB替换嵌入消息,其提取攻击问题本质上是消息嵌入起止点的估计问题。该文建立针对序贯LSB隐写术的提取攻击模型,将提取攻击问题转化为一类排序问题。对嵌入率未知情形,提出计算复杂度为O(n)的提取攻击算... 详细信息

序贯LSB隐写术在载体中通过连续LSB替换嵌入消息,其提取攻击问题本质上是消息嵌入起止点的估计问题。该文建立针对序贯LSB隐写术的提取攻击模型,将提取攻击问题转化为一类排序问题。对嵌入率未知情形,提出计算复杂度为O(n)的提取攻击算法。对嵌入率已知情形,给出计算复杂度为O(2logn)的快速提取攻击算法。实现了对序贯JSteg算法的提取攻击。

关键词：隐写分析 LSB嵌入提取攻击序贯JSteg

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对JPEG图像LSB隐写算法的提取攻击

对JPEG图像LSB隐写算法的提取攻击

作者：马宁中国人民解放军信息工程大学

学位级别：硕士

本文综合利用密码学、统计学的基本知识,结合传统隐写分析的方法,对一类具体的隐写算法——JPEG图像LSB隐写算法进行了唯载密图象的提取攻击。隐写术的被动式攻击,主要包括隐藏消息的检测,提取和还原技术。传统的隐写分析主要研究... 详细信息

本文综合利用密码学、统计学的基本知识,结合传统隐写分析的方法,对一类具体的隐写算法——JPEG图像LSB隐写算法进行了唯载密图象的提取攻击。隐写术的被动式攻击,主要包括隐藏消息的检测,提取和还原技术。传统的隐写分析主要研究如何检测出隐藏消息,检测的核心往往是将待检测图象作一些图象处理,恢复载体图象的某些特征,通过与待检测图象的比较来区分是否隐藏消息。提取与检测的不同之处在于:检测只需在整体上判断图象是否做过修改的,而提取则需要区分出每一个修改位置。因而对于隐写系统的提取攻击难度很大、现有的研究还很少。本文分别针对JPEG图像连续LSB隐写算法和JPEG图像随机LSB隐写算法讨论,给出了实用的提取攻击的方法。主要得到了以下两个方面的结果: 首先,对JPEG图像连续LSB隐写系统给出了提取攻击的方法。对于连续的嵌入算法,提取攻击就是判断嵌入消息的起点和终点。确定起点和终点可以用相同的方法,所以假设消息的起点在系数的第一个可嵌比特位,因此提取攻击可以归结为对消息长度的估计。本文利用传统的统计检测算法找到一个与消息长度相关的量,证明了这个量与消息长度有线性关系,继而通过线性回归的方法给出了对消息长度的估计,实现了对秘密消息的提取。其次,对JPEG图像随机LSB隐写系统给出了提取攻击的方法。对JPEG图像随机LSB隐写系统的提取实际上是对隐写密钥的恢复。本文首次将密码分析的思想引入隐写分析,将提取攻击看作是一种特殊的密码分析。结合传统隐写分析和密码分析知识,讨论了对于JPEG图像随机的LSB隐写系统的提取攻击。我们对JPEG图像随机选位的LSB隐写算法的提取攻击本质上基于块间距与嵌入率的相关关系。用两种不同的方法从不同的角度分别讨论了如何寻找一个与隐写密钥相关的量,并且利用这个量作相关攻击,在整个密钥空间中区分出真正的隐写密钥。第一种方法是极值法,我们构造了一个集合,它反映了穷举密钥与载密图像的相关性。由于隐写密钥与载密图像的相关性最大,在穷举密钥的过程中当集合的势达到极大值时,就得到了隐写密钥;第二种是非参数统计法。将密钥的穷举过程转化为随机向量的相关性的检验问题,通过Speareman秩相关性检验的方法寻找隐写密钥。

关键词：信息隐藏隐写术隐写分析提取攻击 JPEG图像 LSB 线性回归相关攻击 Spearman相关系数

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图像隐秘信息提取攻击研究

图像隐秘信息提取攻击研究

作者：刘静解放军信息工程大学

学位级别：硕士

隐写技术是实现隐蔽通讯的技术，该技术可能被应用于军事通讯和破坏活动。隐写攻击是能检测、提取和破坏隐秘信息的技术，是防止隐写技术滥用的重要手段。隐秘信息提取攻击是隐写攻击的目的性内容，其研究可获取重要情报，对争取军事主... 详细信息

隐写技术是实现隐蔽通讯的技术，该技术可能被应用于军事通讯和破坏活动。隐写攻击是能检测、提取和破坏隐秘信息的技术，是防止隐写技术滥用的重要手段。隐秘信息提取攻击是隐写攻击的目的性内容，其研究可获取重要情报，对争取军事主动权、维护军事信息安全具有重要意义。本文主要从理论和方法两方面对图像隐秘信息提取攻击进行探讨。主要完成以下几方面的工作： 1．根据隐写攻击目的建立了隐写攻击模型，分析了提取攻击的思想和类型并指出目前提取攻击研究存在的问题。 2．研究了隐秘信息提取难度。利用随机预言模型形式化提取攻击者模型，建立了隐秘信息难提取模型，找到提取攻击突破点;通过具体化提取攻击过程，得到隐秘信息提取难度;通过对提取难度进行分析，提出指导提取攻击方法设计的一般原则。 3．针对图像随机替换隐写研究了提取攻击方法。基于提取攻击方法设计原则，将提取攻击看作一类特殊的隐写检测。首先对图像像素进行划分，通过分析替换隐写和隐秘图像最低位翻转对各类点频次的影响，找到区分真伪隐写密钥的强统计差异，从而设计了随机替换隐写提取攻击方法。实验表明，该方法可对一定嵌入率范围内的随机替换隐写图像进行有效提取。 4．研究了图像序列LsB隐写提取攻击方法。在提取攻击方法设计原则指导下，分析并证明了序列LsB隐写图像嵌入信息部分的平稳性和未嵌入信息部分的递增性，找到区分真伪密钥的强统计差异，通过估计平稳部分的位置，缩减了有效密钥空间，并依据强统计差异设计了序列LsB隐写提取攻击方法，可取得较好的提取攻击效果。最后，总结本文的工作，并对隐秘信息提取攻击的发展进行了展望，指出将来的研究方向和构想。

关键词：隐写技术隐写攻击提取攻击隐写密钥提取难度替换隐写图像划分

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图像隐藏信息提取攻击与密文域可逆数据隐藏

图像隐藏信息提取攻击与密文域可逆数据隐藏

作者：刘文彬解放军信息工程大学

学位级别：硕士

隐写分析已成为维护国家安全、社会稳定的重要技术手段。目前隐写分析领域的成果主要集中于隐写信息的存在性检测。而提取隐藏信息(即提取攻击)对电子辩论中有效取证、信息战中获取重要信息起决定性作用,也是隐写分析领域亟需发展的研... 详细信息

隐写分析已成为维护国家安全、社会稳定的重要技术手段。目前隐写分析领域的成果主要集中于隐写信息的存在性检测。而提取隐藏信息(即提取攻击)对电子辩论中有效取证、信息战中获取重要信息起决定性作用,也是隐写分析领域亟需发展的研究方向。本文从隐写定位和隐写密钥还原两个方面对提取攻击展开研究。在研究提取攻击基础上,本文对密文域可逆数据隐藏也进行了一些探索。可逆数据隐藏在医疗诊断、法庭取证等实际应用中具有重要使用价值。而基于加密图像的可逆数据隐藏不仅能实现可逆数据隐藏的功能,而且能对图像内容进行隐私保护,有较为广阔的应用前景。本文主要研究成果如下:1.提出一种针对空域随机LSB(Least Significant Bit)替换隐写的定位方法。首先,分析LSB替换隐写对载体的修改过程,得到每个位置上WS(Weighted Stego-Image)残差的分布。然后,根据每个位置上的WS残差的计算值和分布中的理论值判断该位置是否为修改位置。最后,综合多幅载密图像对修改位置的判断,提出一种定位算法。实验结果表明:该方法能有效地对空域随机LSB替换隐写进行定位,且相对于目前已有方法具有以下优势:1)在嵌入率较小时定位效果更好;2)定位效果稳定,对图像来源没有要求;3)简单易行,计算复杂度更低。2.提出一种针对空域随机LSB隐写(包括LSB替换隐写和LSB匹配隐写)的隐写密钥还原方法。首先,研究不同隐写路径生成模式,分析不同路径生成模式对隐写密钥还原的影响。然后,在定位修改点的基础上计算合适的测试路径长度和阈值,以降低密钥还原的计算复杂度。最后,提出一种密钥还原算法,指出该算法适用的路径生成模式,并给出在已知载体、载体重复使用和解压缩图像作为载体三种情况下的实验结果。实验结果表明:相对于已有方法,该方法具有更大的适用范围。3.提出一种基于重复压缩的密文图像可逆数据隐藏方法。该方法在加密前处理图像以获得数据嵌入空间,实现数据提取和图像解密在操作上的完全分离。首先,分析在解压缩分块上进行可逆嵌入的可行性。其次,计算成功恢复解压缩分块的理论概率。最后,提出基于解压缩分块的密文图像可逆数据隐藏方法,主要过程包括预处理、加密、数据嵌入、数据提取与图像恢复。实验结果表明:相对于三种已有的密文域可逆数据隐藏方法,该方法的图像恢复错误率更低,嵌入容量更大,PSNR更高。

关键词：隐写分析提取攻击隐写定位密钥还原重复压缩可逆数据隐藏图像加密

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图像隐藏信息提取攻击与可逆数据隐藏

图像隐藏信息提取攻击与可逆数据隐藏

作者：田雨果解放军信息工程大学

学位级别：硕士

隐写分析在军事和国家安全方而具有重要意义。目前隐写分析的研究主要集中于隐蔽信息的存在性检测,但是能否提取出隐藏的信息(即提取攻击)对信息战中最终获取情报,电子辩论中有效取证打击网络犯罪起决定性作用。隐藏信息的提取是一个... 详细信息

隐写分析在军事和国家安全方而具有重要意义。目前隐写分析的研究主要集中于隐蔽信息的存在性检测,但是能否提取出隐藏的信息(即提取攻击)对信息战中最终获取情报,电子辩论中有效取证打击网络犯罪起决定性作用。隐藏信息的提取是一个困难的研究课题。本文在唯载密条件下对图像隐藏信息的提取问题作了探索性研究,主要研究结果如下： 1.研究针对明文序贯LSB替换/匹配的提取攻击。利用明文字节最高位比特的统计特性,提出一种针对明文序贯LSB替换/匹配的检测与提取方法。理论与实验都证明了该方法的有效性,该方法仅仅在嵌入200字节英文明文情形下就能成功检测并获取明文。 2.研究基于置乱变换的随机LSB替换隐写术的提取攻击。首先探讨了Arnold变换的周期性质,然后根据嵌入算法的分块特性,提出一个降低密钥穷举量的快速提取攻击算法。理论分析和实验结果都表明该方法计算复杂度远低于Fridrich的卡方检验方法。 3.研究基于JPEG解压缩图像的消息嵌入位置定位方法。首先应用重复压缩实现原载体恢复,并研究重复压缩成功恢复原载体的理论概率,然后结合假设检验相关理论,提出一种针对JPEG解压缩图像的消息嵌入位置定位算法,该算法适用于LSB替换/匹配隐写。实验结果表明,1)给定载密图像数量,该算法定位准确的像素个数接近理论上界;2)该算法准确定位所有嵌入位置所需载密图像数量接近理论下界,该算法性能远优于已有的定位算法。 4.研究基于JPEG解压缩图像的隐写密钥恢复方法。首先将隐写密钥恢复问题转化为“利用伪随机数发生器输出序列的一个含错率为Pe的抽样序列来恢复伪随机数发生器的种子”这样一个密码分析问题。然后在理论上分析了：1)含错率Pρ以及嵌入率r需要满足什么条件,提取攻击才能成功;2)实现攻击所需的最少样本量为多少。最后利用上述3研究得到的重复压缩成功恢复原载体的理论概率,提出针对JPEG解压缩图像的隐写密钥恢复方法,该方法适用于LSB替换/匹配隐写。针对隐写软件"Hide and Seek4.1"及其变种的实验结果表明：此方法可成功恢复隐写密钥。 5.另外,在上述3、4研究的基础上,也研究了基于JPEG解压缩图像的可逆数据隐藏方法。首先探讨了可恢复块的数量与JPEG解压缩图像相应质量因子的关系;然后通过研究DCT系数和信息±k隐藏的性质,得到信息嵌入成功的理论概率,进而得到最佳分块载密像素个数和嵌入容量计算公式;最后提出一种针对JPEG解压缩图像的可逆数据隐藏算法。同现有的图像可逆数据隐藏算法相比,该算法可以在保证较高峰值信噪比的同时,显著提高嵌入容量。实验结果也表明了该算法的有效性。

关键词：隐写分析提取攻击隐写密钥 LSB替换/匹配消息嵌入位置定位 JPEG解压缩图像可逆数据隐藏

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针对序贯JSteg的提取攻击

信息工程大学学报 2007年第3期8卷 265-268页

作者：周涵刘九芬张卫明信息工程大学信息工程学院河南郑州450002

JSteg是一种基于JPEG图像的常见隐写算法。对序贯JSteg算法的提取攻击本质上是对连续嵌入的隐蔽信息起止点的估计问题。文章提出一种针对序贯JSteg的提取攻击方法,该方法首先通过多次实验选择合适的窗口,在窗口内执行2χ检验;然后通过... 详细信息

JSteg是一种基于JPEG图像的常见隐写算法。对序贯JSteg算法的提取攻击本质上是对连续嵌入的隐蔽信息起止点的估计问题。文章提出一种针对序贯JSteg的提取攻击方法,该方法首先通过多次实验选择合适的窗口,在窗口内执行2χ检验;然后通过滑动窗口,估计出起止点可能的存在区间;最后使用CPA(Change-Point Analysis)法,进一步精确估计隐蔽信息的起止点。实验结果表明,误差范围能达到真实起止点的-190bits^190bits。对序贯JSteg算法来说,该方法还可以作为一种隐蔽信息存在性的检验手段。

关键词： X^2检验 CPA JSteg 提取攻击