【正文】 的最低位全部清零或置為1，再根據(jù)異或運(yùn)算結(jié)果的值來(lái)改變最低位信息，實(shí)際上，這相當(dāng)于對(duì)信息進(jìn)行了一層加密的處理，嵌入的不再是原始信息了，而是原始信息的另外一種表達(dá)形式，不知道密鑰的攻擊者很難從中提取出有用信息。異或的簡(jiǎn)單原理如下：。實(shí)際上，對(duì)于24 bit真彩色的圖像，我們?cè)谄渥畹偷膬晌簧踔寥粊?lái)隱藏信息在視覺(jué)上仍然是不可見(jiàn)的，對(duì)于灰度圖像，改變其最低的兩位也能取得較好的效果。隱藏原理LSB方法是通過(guò)調(diào)整載體圖像像素值的最低若干有效位來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的嵌入方法，使所隱藏信息在視覺(jué)上很難被他人發(fā)覺(jué)，而且只有知道了秘密信息嵌入的位置才能正確提取出秘密的信息。 LSB替換算法最低有效位（Least Significant Bits，LSB）[18]方法是最早提出來(lái)的最基礎(chǔ)的空域圖像信息隱藏方法，其它的許多空域算法都是從它的基本原理進(jìn)行改進(jìn)擴(kuò)展得到的，使得LSB方法成為使用最廣泛的隱藏技術(shù)之一。數(shù)字水印和信息隱藏已成為圖像處理技術(shù)中的一個(gè)非常重要研究熱點(diǎn)。圖像信息隱藏技術(shù)目前信息隱藏的研究之中使用的載體信息有以下幾種：文本、圖像、語(yǔ)音信號(hào)、視頻信號(hào)和應(yīng)用軟件等等。接收方在收到后對(duì)它的簽名進(jìn)行接收認(rèn)證。目前的電子商務(wù)中，一般是用數(shù)字簽名和身份認(rèn)證來(lái)保證?？狗裾J(rèn)機(jī)制[18]一般用在電子商務(wù)之中，這是保證一些個(gè)體或單位不能否認(rèn)自己曾經(jīng)做過(guò)的一些行為。在實(shí)際應(yīng)用中，不可能使它們同時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，而只能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要在不同性能指標(biāo)之間取得合理的折中（） 。在某些實(shí)際應(yīng)用中，攻擊者破壞或篡改水印將得不到任何好處，在這種情況下，幾乎可以不用考慮水印的安全性。安全性（Security） 魯棒性針對(duì)的是常規(guī)信號(hào)處理操作，而安全性針對(duì)的是主動(dòng)攻擊者對(duì)含水印作品實(shí)施的惡意的破壞和攻擊。水印容量越大，有助于提高水印魯棒性，但勢(shì)必會(huì)對(duì)不可感知性帶來(lái)負(fù)面的影響；嵌入的水印越少，對(duì)載體的產(chǎn)品干擾就越小，但又不利于增強(qiáng)水印的魯棒性。水印容量（Capacity） 水印容量是指在一幅載體的作品中能夠嵌入水印信息的最大比特?cái)?shù)值。因此它又被稱之為隱蔽性、透明性或不可見(jiàn)性。遺憾地是，目前還沒(méi)有一個(gè)數(shù)字水印的方案能夠真正經(jīng)得住攻擊者任意攻擊，也就是說(shuō)還沒(méi)有一個(gè)數(shù)字水印的方案對(duì)任何形式的攻擊都必須具有魯棒性。例如用于內(nèi)容的認(rèn)證的數(shù)字水印就是脆弱水印，脆弱水印具有魯棒性完全相反的脆弱特性。在某些數(shù)字水印的應(yīng)用中，水印的魯棒性毫無(wú)用處甚至還極力避免。對(duì)于數(shù)字圖像的水印而言，常規(guī)的信號(hào)處理操作包括空域?yàn)V波、幾何變形、有損壓縮等。非法者不知道這個(gè)普通信息中是否含有了其他的信息，而且即使知道，也難以提取隱藏其中的信息。)^_^amp。 100100100100001110010加密!$%^^amp。 信息隱藏與信息加密原理比較信息隱藏與信息加密技術(shù)都是把對(duì)信息的保護(hù)轉(zhuǎn)化成對(duì)密鑰的保護(hù)，因此信息隱藏技術(shù)沿用了傳統(tǒng)加密技術(shù)的一些基本思想以及概念，但兩者采用的保護(hù)信息的手段是不同的。通常人眼對(duì)灰度分辨率只有幾十個(gè)灰度級(jí)，對(duì)邊緣附近的信息的不敏感。人的視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)感官系統(tǒng)對(duì)某些信息都具有一定的掩蔽的效應(yīng)。 信息隱藏技術(shù)的基本原理 信息隱藏技術(shù)的依據(jù)信息隱藏技術(shù)一般使用文字、圖像、聲音及視頻等作為載體，信息之所以能隱藏在多媒體數(shù)據(jù)中，主要是利用多媒體信息的時(shí)間或空間的冗余性和人對(duì)信息變化的掩蔽效應(yīng)。它把一個(gè)有作用的信息（如含有版權(quán)信息的圖像）通過(guò)某種嵌入算法隱藏到載體信息之中，從而得到加密載體，非法者無(wú)法知道這個(gè)載體信息中是否隱藏了其它的信息，而且即使知道了，也難以提取或者去除隱藏的信息。攻擊性實(shí)驗(yàn)是為了測(cè)試水印的抗干擾能力，主要通過(guò)JEPG壓縮實(shí)驗(yàn)和噪聲干擾實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試。 小波域數(shù)字圖像水印算法：詳細(xì)介紹了水印算法嵌入和提取的過(guò)程。 圖像信息隱藏技術(shù)：簡(jiǎn)單的列舉出空域和變換域兩種算法，重點(diǎn)介紹變換域的幾種算法，通過(guò)比對(duì)最終選取小波域變換作為圖像信息處理算法。本文內(nèi)容主要如下： 信息隱藏技術(shù)簡(jiǎn)介：信息隱藏技術(shù)的背景、研究的意義，國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，信息隱藏技術(shù)的基本原理，信息隱藏技術(shù)的術(shù)語(yǔ)及模型，信息隱藏系統(tǒng)的基本屬性，信息隱藏技術(shù)的分支和其應(yīng)用。 本文的主要研究?jī)?nèi)容、研究方法和結(jié)構(gòu)安排信息隱藏技術(shù)使用的載體包括圖像、視頻、語(yǔ)音及文本等數(shù)字媒體，有數(shù)字隱寫和隱寫分析兩個(gè)方面的內(nèi)容，本文以使用最為廣泛的數(shù)字圖像作為研究對(duì)象，以基于數(shù)字圖像的隱寫法作為研究的內(nèi)容。數(shù)字水印技術(shù)還處于發(fā)展中，上述四方面領(lǐng)域也不可能包含其所有應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，數(shù)字水印可以在法庭辯論中作為證據(jù)，這方面的應(yīng)用也將是非常有市場(chǎng)潛力的。數(shù)字水印可以加載在ID卡、信用卡和ATM卡上，數(shù)字水印信息中有銀行的記錄、個(gè)人情況以及其他銀行文檔內(nèi)容。數(shù)字水印可以用于隱藏標(biāo)識(shí)和標(biāo)簽，可以在醫(yī)學(xué)、制圖、多媒體索引和基于內(nèi)容的檢索等領(lǐng)域得到應(yīng)用。數(shù)字照相機(jī)和視頻攝錄機(jī)可以將嵌入數(shù)字水印這一模塊集成在產(chǎn)品中，于是圖片和錄像上就有了關(guān)于創(chuàng)建時(shí)的有關(guān)信息，如時(shí)間、所用設(shè)備、所有者信息等等相關(guān)信息。數(shù)字水印的基本應(yīng)用領(lǐng)域是來(lái)版權(quán)保護(hù)(Copyright Protection)、隱藏標(biāo)識(shí)(Hidden Annotation)、認(rèn)證(Authentication)和安全不可見(jiàn)通信的(Secureand Invisible Communieation)。目前，使用密碼加密仍是網(wǎng)絡(luò)上主要的信息安全傳輸?shù)氖侄?，信息隱藏技術(shù)在理論研究、技術(shù)成熟度和實(shí)用性等方面都無(wú)法與之相比，但它潛在的價(jià)值還是無(wú)法估量的，隨著研究深入發(fā)展，它將在未來(lái)的信息安全體系之中發(fā)揮重要的作用。此外，全國(guó)網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會(huì)（NetSec）、中國(guó)可信計(jì)算與信息安全學(xué)術(shù)會(huì)議（CTCIS）、全國(guó)圖像圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（NCIG）等各類學(xué)術(shù)研討會(huì)都涉及到了信息隱藏。CIHW己成為國(guó)內(nèi)最具代表的信息隱藏學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，至今已經(jīng)舉行了六屆全國(guó)會(huì)議。在國(guó)內(nèi)，以數(shù)字水印為代表的信息隱藏技術(shù)雖然起步是比較晚的，但發(fā)展卻十分的迅速，己經(jīng)有相當(dāng)一批有實(shí)力的科研人員和機(jī)構(gòu)投入到這一領(lǐng)域之中。1998年，美國(guó)政府報(bào)告中出現(xiàn)了第一份圖像數(shù)據(jù)隱藏的報(bào)告。自1998年以來(lái)，《IEEE圖像處理》、《IEEE會(huì)報(bào)》、《IEEE通信選題》、《IEEE消費(fèi)電子學(xué)》等許多國(guó)際重要期刊也組織了信息隱藏的技術(shù)?？?qū)ｎ}新聞報(bào)道[910]。為了方便學(xué)術(shù)交流，1996年5月，國(guó)際第一屆信息隱藏學(xué)術(shù)討論會(huì)（International Information Hiding Workshop, IHW）在英國(guó)的劍橋牛頓研究所召開(kāi)，對(duì)信息隱藏的一部分英文術(shù)語(yǔ)和學(xué)科分支進(jìn)行了統(tǒng)一和規(guī)范，標(biāo)志著的是一門新興的交叉學(xué)科——信息隱藏學(xué)的正式誕生。信息網(wǎng)絡(luò)上的攻防技術(shù)水平將反映的是一個(gè)國(guó)家的科技水平和防范意識(shí)。設(shè)計(jì)一種高度安全的隱寫方法是一項(xiàng)富于挑戰(zhàn)性的課題，而對(duì)隱寫的準(zhǔn)確性判定往往比隱寫本身更加困難[12]。它包括數(shù)字隱寫與隱寫分析兩個(gè)方面。隱寫術(shù)主要考慮的是安全性（即統(tǒng)計(jì)特性上無(wú)法檢測(cè)隱密信息的存在性）和嵌入容量，不可見(jiàn)性等。但需要指出的是，存在另一種與穩(wěn)健水印性質(zhì)相反的水印，被稱為易損水?。‵ragile Watermarks），它們被用來(lái)證實(shí)原始媒體是否被改動(dòng)過(guò)。這些改變包括常見(jiàn)的圖像處理手段（如數(shù)據(jù)壓縮、低通濾波、圖像增強(qiáng)、一次抽樣、二次量化、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等等）、幾何變換和幾何失真、噪聲干擾、多重水?。∕ultiple Watermarking）的重疊等。因此穩(wěn)健性是數(shù)字水印最基本要求之一。數(shù)字水印主要是為了保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，通過(guò)在原始媒體數(shù)據(jù)中嵌入信息來(lái)證實(shí)該媒體的所有權(quán)歸屬問(wèn)題。從惡意傳播計(jì)算機(jī)病毒，到非法入侵重要部門信息系統(tǒng)，竊取重要機(jī)密甚至可使系統(tǒng)癱瘓；從用計(jì)算機(jī)進(jìn)行金融犯罪，到利用表面無(wú)害的多媒體資料傳遞隱蔽的有害信息，對(duì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行惡意攻擊的手段可謂是層出不窮。借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所提供的強(qiáng)大的多媒體通信功能，人們可以方便、快速地將數(shù)字信息（數(shù)字音樂(lè)、圖像、影視等方面作品）傳到世界各地，一份電子郵件可以瞬息間傳遍全球[17]。 緒論本章主要介紹信息隱藏技術(shù)的背景和研究意義、國(guó)內(nèi)外信息隱藏技術(shù)研究現(xiàn)狀，并給出全文的結(jié)構(gòu)安排。 信息隱藏技術(shù)的背景和研究意義從二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在全世界范圍內(nèi)取得了迅猛發(fā)展，它極大方便了人們之間的通信和交流。但在同時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也成為犯罪集團(tuán)、非法組織和有惡意的個(gè)人利用的工具。信息隱藏技術(shù)在保密通信、版權(quán)保護(hù)等領(lǐng)域中都具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用價(jià)值，根據(jù)不同應(yīng)用背景，信息隱藏技術(shù)可以分為兩個(gè)重要分支隱寫術(shù)（Stegano Graphy）和數(shù)字水印[8]（Digital Watermarking）。數(shù)字水印的主要目的不是限制對(duì)媒體訪問(wèn)，而是確保媒體中水印不被篡改或消除。數(shù)字水印中的穩(wěn)健性是指水印圖像經(jīng)過(guò)一些常見(jiàn)改變后，水印仍具有較好可檢測(cè)性。對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合，要求具有不同的穩(wěn)健性。穩(wěn)健性在整個(gè)水印系統(tǒng)設(shè)計(jì)中具有很重要的分量，這也是將隱寫術(shù)和數(shù)字水印分別對(duì)待的原因之一。因此，信息隱藏技術(shù)的研究在信息安全領(lǐng)域中具有很重要的地位，它對(duì)于軍事、情報(bào)、國(guó)家安全方面的重要意義是不言而喻。一方面要以盡可能隱蔽的方式將信息深藏于浩如煙海的數(shù)字多媒體信號(hào)之中，毫不引起對(duì)方懷疑而達(dá)到隱蔽通信的目的；另一方則以各種手段檢測(cè)可疑信息的存在，搜尋敵對(duì)隱蔽通信的信源，隔斷隱蔽通信的信道。數(shù)字隱寫與隱寫分析的交互發(fā)展正是方興未艾，成為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息戰(zhàn)技術(shù)的一個(gè)新的課題。 本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀出于對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)和信息安全的需求，自上世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始對(duì)信息隱藏技術(shù)投入了大量關(guān)注和研究。至今，該研討會(huì)已舉辦到第七屆。由于來(lái)自大公司的介入和軍方及財(cái)政部的支持，該技術(shù)研究的發(fā)展速度非常迅速。目前，己支持或開(kāi)展研究信息隱藏研究的機(jī)構(gòu)既有政府部門，也有大學(xué)和知名企業(yè)，它們包括美國(guó)財(cái)政部、美國(guó)版權(quán)工作組、美國(guó)空軍研究院、美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室、德國(guó)國(guó)家信息技研究中心、日本NTT信息與通信系統(tǒng)研究中心、麻省理工學(xué)院、伊利諾斯大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)、劍橋大學(xué)、瑞士洛桑聯(lián)邦工學(xué)院、西班牙Vigo大學(xué)、IBM公司W(wǎng)atson研究心、微軟公司劍橋研究院等。1999年12月，我國(guó)信息安全領(lǐng)域中的何德全、周仲義、蔡吉人與有關(guān)應(yīng)用研究單位聯(lián)合發(fā)起并組織召開(kāi)了第一屆全國(guó)信息隱藏學(xué)術(shù)研討會(huì)（CIHW 1999 ）[13]。第六屆（CIHW2006）于2006年8月上旬在哈爾濱工業(yè)大學(xué)召開(kāi)的，聚集國(guó)內(nèi)眾多從事多媒體信息安全技術(shù)研究的專家和學(xué)者，就多媒體信息安全技術(shù)和數(shù)字版權(quán)保護(hù)技術(shù)等領(lǐng)域的最新研究成果展開(kāi)了研討，經(jīng)42位專家的評(píng)審，從近150篇論文中評(píng)審出78篇組成出論文集，發(fā)表在哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)增刊之上。各類研討會(huì)總結(jié)、交流了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)關(guān)于信息隱藏的先進(jìn)技術(shù)及重大應(yīng)用，研討具有創(chuàng)新意義的研究方法、前沿動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)。 本課題的應(yīng)用領(lǐng)域最初提出數(shù)字水印的目的是為了來(lái)保護(hù)版權(quán)，然而隨著數(shù)字水印技術(shù)的高速發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了它更多更廣的應(yīng)用，有許多是當(dāng)初人們所沒(méi)有預(yù)料