水印攻擊和隱寫(xiě)分析(編輯修改稿)
2025-06-15 06:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 載體是否攜密，驗(yàn)證卡方分析方法在上述隱寫(xiě)算法情況下是否有效。 LSB信息隱藏的 RS分析 ? 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? ? 【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】 ? 【原理簡(jiǎn)介】 ? 【實(shí)驗(yàn)步驟】 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? ? 了解 RS隱寫(xiě)分析的原理，掌握一種圖像 LSB隱寫(xiě)算法的分析方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種基于圖像 LSB隱寫(xiě)的 RS隱寫(xiě)分析算法。 【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】 ? (1) WindowsXP或 Vista操作系統(tǒng) ? (2) ? (3) 圖像文件 ? (4) STools工具 【原理簡(jiǎn)介】 ? RS主要是針對(duì)采用偽隨機(jī) LSB嵌入算法進(jìn)行攻擊的一種方法。 RS方法不但能檢測(cè)出圖像是否隱藏信息，而且還能比較準(zhǔn)確的估算出隱藏的信息長(zhǎng)度。 ? RS隱寫(xiě)分析算法考慮圖像各個(gè)位平面之間具有一定的非線(xiàn)性相關(guān)性，當(dāng)利用 LSB隱寫(xiě)算法隱藏秘密信息后，這種相關(guān)性就會(huì)被破壞。只要能找出衡量這一相關(guān)性的方法，并對(duì)隱藏秘密信息前后的情況加以對(duì)比，就有可能設(shè)計(jì)出隱寫(xiě)分析方法。 ? RS隱寫(xiě)分析方法的理論核心是：任何經(jīng)過(guò) LSB隱寫(xiě)的圖像，其最低比特位 0， 1分布滿(mǎn)足隨機(jī)性，即 0， 1的取值概率均為 1/2，而未經(jīng)過(guò)隱寫(xiě)的圖像不存在此特性。 ? 對(duì)于一個(gè) M*N像素的圖片，設(shè)各個(gè)像素的值取自集合 P，例如一個(gè) 8bit的灰度圖像，P={0,1,2,....,255}。將這些像素分為有著 n個(gè)相鄰像素的子集，例如 n可以取值為 4，記為 G=（ x1， x2， x3， x4）。進(jìn)一步利用如下函數(shù)表示圖像塊的空間相關(guān)性 ? 函數(shù) f使得每一個(gè)集合 G都對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)數(shù)。G中的噪聲越大，函數(shù) f的值越大。 f值越小，說(shuō)明圖像相鄰像素之間的起伏越小，而圖像塊的空間相關(guān)性越強(qiáng)。 11 2 11( , , ) nn i iif x x x x x? ?????? 定義集合 P上的 3個(gè)函數(shù)： ? 交換函數(shù) F1： ， ? 偏移函數(shù) F1： ， ? 恒等變換 F0： 。 ? 復(fù)雜度分辨函數(shù) f和三種變換函數(shù) F定義以下三種類(lèi)型的元素組 R， S， U。 Regular G： ， 也就是說(shuō)對(duì) G中的元素進(jìn)行變換之后增大了元素之間的差別程度， R表示正則組。 Singular G： ，也就是說(shuō)對(duì) G正的元素進(jìn)行變換之后減小了元素之間的差別程度，S表示奇異組。 Unusable G： ，也就是對(duì) G中的元素進(jìn)行變換之后元素之間的差別程度幾乎不變，G表示無(wú)用組。 2 2 1nn?? 0 1 , 2 3 , 254 255? ? ?2 2 1nn?? 1 0 , 1 2 , 25 5 25 6? ? ? ?0 ( ) ,F x x x P??( ( ) ) ( )G R f F G f G? ? ?( ( ) ) ( )G S f F G f G? ? ?( ( ) ) ( )G U f F G f G? ? ?? 引入偽裝 M，它的取值范圍是 1， 0， 1。對(duì)應(yīng)著 F1， F0， F1三個(gè)變換函數(shù)。記對(duì)于偽裝 M的 R組的數(shù)量為 RM，類(lèi)似的 S組記為 SM。例如 G=（ 27， 28，26， 25）， M=（ 1， 0， 1， 0），則 M=(1,0,1,0)。于是就得到 FM(G)=(26,28,27,25)， FM(G) =(28,28,25,25) 。 ? 對(duì)于一個(gè)原始不包含隱藏信息的載體來(lái)說(shuō)具有下面的規(guī)律： (式 ) ? 但是當(dāng)在載體中嵌入了秘密信息的話(huà)，就會(huì)有下面的式子成立： (式 ) ? 也 即 對(duì)于一個(gè)待檢測(cè)的載體，只需要得到上述的統(tǒng)計(jì)量，然后通過(guò)對(duì)比這四個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間的大小關(guān)系就能夠判斷出載體中是否含有秘密信息。 M M M MR R S S??? ? ?M M M MR S R S??? ? ?? RS算法不但能判斷載體是否含有密碼信息， RS隱寫(xiě)分析算法還能夠估計(jì)出隱寫(xiě)容量。上面算出的一組 RM、 SM、 RM、 SM是在比例為 p/2（ p為隱寫(xiě)率）的樣點(diǎn)值已經(jīng)作了一次 F1變換情況下得到的。將該隱寫(xiě)體的所有樣點(diǎn)值應(yīng)用 變換，相對(duì)于原始載體則有比例為（ 1 p/2）的樣點(diǎn)值作了 變換，計(jì)算此時(shí) RM、 SM、RM、 SM值。如下圖所示，得到兩組這四個(gè)統(tǒng)計(jì)量的數(shù)據(jù)，將這
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