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1、实验意义 随着数字多媒体技术和网络技术的不断发展，保障信息安全变得越来越重要，信息隐藏是保护多媒体信息安全的一种新兴技术。 隐写是将消息嵌入到多媒体数据中（例如图像、音频、视频、文本等）进行隐蔽传输的技术。 隐写术可能会被会被不法分子用于策划非法活动。因此，需要开展隐写分析方面的研究。实验目的本实验课题的目的是：了解“加密+隐写”的通信流程；探索并实现隐写分析的三个步骤。实验数据是一组图像，其中只有部分图像包含秘密信息（称为载密图像）。任务一：判断哪些图像是载密图像。任务二：从载密图像中提取秘密信息。任务三：破译秘密信息获得明文。实验思路 生成载密图像使用流密码对消息加密，然后使用序贯LSB替
2、换方法将消息嵌入载体图像，生成载密图像。实验思路 判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。LSB替换隐写在图像中嵌入秘密信息时,只对图像像素灰度值的最低位进行操作,即若秘密信息位与灰度值最低位不同时,改变灰度值的最后一位,2m变为2m+1或2m+1变为2m,不会是2m变为2m-1或2m+1变为2m+2,反映到相邻像素对上,只会在(2m,2n),(2m+1,2n),(2m,2n+1)以及(2m+1,2n+1)这4种相邻像素值对间互相转换。实验思路 判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。设一副大小为m x n的图
3、像I在位置(i,j)的灰度值为I(i,j),二维相邻像素直方图h(m,n)的定义下给出h(m,n)=|(i,j)|I(i,j)=m,I(i,j+1)=n|其中m,n范围为0,255,因此相邻像素直方图h(m,n)可以看成一个大小为256x256的矩阵。设秘密信息的嵌入率为,即载体图像每个像素上平均负载比特秘密信息,而待嵌入的秘密信息是一个0、1等概分布的随机比特流,因此对于一个像素而言,在进行最低比特位替换嵌入时,它保持不变的概率为1-/2。由此隐写前后的图像相邻像素直方图有如下关系:实验思路 判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。h(2m+1,2n
4、+1)=(1-/2)h(2m+1,2n+1)+(1-/2)/2h(2m+1,2n)+/2(1-/2)h(2m,2n+1)+/4h(2m,2n)h(2m,2n)=(1-/2)2h(2m,2n)+(1-/2)/2h(2m,2n+1)+/2(1-/2)h(2m+1,2n)+/4h(2m+1,2n+1)其中:h表示载体图像的相邻直方图;h表示含密图像的相邻直方图实验思路 判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。由上式可得:h(2m+1,2n+1)-h(2m,2n)=(1-)h(2m+1,2n+1)-h(2m,2n)。由01,隐写后h(2m+1,2n+1)和h(
5、2m,2n)之间的差异会减小。同理可知,隐写后含密图像相邻直方图中的h(2m+1,2n+1),h(2m+1,2n),h(2m,2n+1)及h(2m,2n)间的差异较之载体图像要小。实验思路 判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。由上述分析可知,隐写后的含密图像相邻直方图中的h(2m+1,2n+1)、h(2m+1,2n)、h(2m,2n+1)及h(2m,2n)的值将趋于相同,而h(2m-1,2n-1)、h(2m-1,2n)、h(2m,2n-1)及h(2m,2n)的值则没有这种趋势。由此,在得到一幅待测图像后,统计其相邻像素直方图并定义:实验思路 判断哪
6、些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。实验思路 判断哪些图像是载密图像初步决定采用基于相邻像素直方图的LSB隐写分析算法进行尝试。若图像未经隐写,F1与F2在统计上并无不同,因此F1的值与F2的值将非常接近。而对于经过LSB替换隐写的图像,F1的值会随嵌入率的增大而减小,F2则没有这种变化。通过比较F1和F2的值来判断图像是否经过LSB隐写。令R=F1/F2,对于未经隐写的图像有R=1,若图像经过隐写则R1实验思路 从载密图像中提取秘密信息 采用X检验和线性回归模型实验思路 破译秘密信息获得明文主要是要找到加密密钥。在上一步结束后得到一串加密后的序列密码,然后使用密码学知识进行解密。可以采用教材上介绍的分别征服攻击方法。实验中可能遇到的难点 本实验的难点在于(1)从载密图像中提取秘密信息由于X检验和线性回归模型的适用范围有限,不一定能检验出所有隐藏信息。(2)编写程序时可能遇到一些困难 解决方法尝试更多提取秘密信息的方法,比如基于CPA的隐写攻击。实验计划 第3-4周收集相关资料 第5-9周确认为达成实验目的采用的理论依据，算法。 第10-12周编写软件
