【摘要】：日新月異的多媒體技術(shù)和產(chǎn)品無疑給人類的生活帶來了翻天覆地的變化。然而,在享受這些數(shù)字終端產(chǎn)品所帶來的便利時,人們同樣面對著信息安全方面的挑戰(zhàn)和機遇。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加密因其輸出在直觀上不可理解及易留下加密操作的證據(jù),而容易暴露正在通信的事實。盡管信道攻擊者截獲密文后難以執(zhí)行解析操作,卻能通過干擾信道使通信失敗。與數(shù)據(jù)加密不同,數(shù)據(jù)隱藏將加密后的消息嵌入到普通數(shù)字媒體文件中,通過傳輸嵌密的媒體文件,既傳達了秘密消息,又隱藏了“正在通信”的事實。此外,隨著高速網(wǎng)絡(luò)和媒介技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)隱藏扮演愈加重要的角色,一方面,數(shù)據(jù)隱藏的出現(xiàn)并非也不能取代傳統(tǒng)加密技術(shù),而是對它的進一步擴展和補充;另一方面,互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下數(shù)字媒體文件的極易更改對其內(nèi)容完整性、可靠性、真實性產(chǎn)生了質(zhì)疑,對媒體文件的內(nèi)容管理、版權(quán)保護等提出了挑戰(zhàn),促使數(shù)據(jù)隱藏成為信息安全領(lǐng)域的研究熱點之一。作為數(shù)據(jù)隱藏領(lǐng)域的兩個重要分支,數(shù)字水印和隱寫的使用尤為突出。本文將致力于圖像隱寫和可逆數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)的一些研究,其中主要的研究貢獻包括:1.針對調(diào)色板圖像隱寫,將調(diào)色板中的顏色建模為圖模型下的節(jié)點,并將圖節(jié)點間的邊視為隱寫過程中的可替換關(guān)系。通過應(yīng)用深度優(yōu)先搜索或廣度優(yōu)先搜索技術(shù),將圖節(jié)點映射為單個或多個秘密比特。在隱寫過程中,通過修改圖像像素的顏色來傳遞秘密信息。實驗表明,與其他算法相比,在保持低計算復(fù)雜度情況下,有效提高了嵌入容量或降低了圖像失真。2.針對可逆數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),提出了應(yīng)用二階預(yù)測殘差實現(xiàn)可逆數(shù)據(jù)隱藏。具體而言,當(dāng)計算出待嵌像素的預(yù)測殘差后,進一步利用周邊像素的預(yù)測殘差對當(dāng)前預(yù)測殘差繼續(xù)預(yù)測,通過更改所得到的二階殘差直方圖實現(xiàn)可逆數(shù)據(jù)隱藏。實驗結(jié)果表明,與相關(guān)工作對比,該方法在紋理豐富的圖像上能提供相對更好的率失真性能。該研究思想可擴展至基于高階預(yù)測殘差的可逆數(shù)據(jù)隱藏,并獨立于所采用的載體的文件類型。3.提出了一種應(yīng)用于可逆數(shù)據(jù)隱藏的動態(tài)內(nèi)容選擇與預(yù)測框架,保證了在密鑰安全條件下,任何非法解碼端很難定位嵌密像素或計算出預(yù)測殘差序列,有效提高了安全性能。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的可逆數(shù)據(jù)隱藏算法能受益于所提出的框架,同其他工作相比,提供了更好的率失真性能。而且,所提出的動態(tài)內(nèi)容選擇與預(yù)測框架具有普適性,可應(yīng)用于其他可逆數(shù)據(jù)隱藏系統(tǒng)的設(shè)計,并能擴展至隱寫領(lǐng)域。4.設(shè)計了一種在云環(huán)境下,針對加密調(diào)色板圖像的可分離的可逆數(shù)據(jù)隱藏算法。該方案通過加密調(diào)色板和置亂像素的方式保護圖像視覺內(nèi)容,同其他針對灰度圖像的算法,以犧牲部分安全達到可逆數(shù)據(jù)隱藏的目的。在接收端,消息恢復(fù)、圖像解密和重建等操作依據(jù)解碼者所扮演色角色而定。當(dāng)解碼者僅擁有圖像解密密鑰,則他無法恢復(fù)隱藏信息,但能通過解密操作得到失真非常小的明文圖像;當(dāng)解碼者僅擁有數(shù)據(jù)隱藏密鑰,則他能提取出隱藏信息,但無法重建原始圖像;當(dāng)解碼者同時擁有圖像解密密鑰和數(shù)據(jù)隱藏密鑰,他不僅能完全提取出秘密信息,同時能夠無差錯地重建原始圖像。與相關(guān)算法相比,在低嵌入強度下,能維持更低的失真。5.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上可視為函數(shù)擬合器,而隱寫操作本質(zhì)上是關(guān)于載體、密鑰和秘密信息等的復(fù)雜函數(shù),理論上可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)隱寫。本文簡要探討了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在隱寫中的可能,提出應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)簡單LSB隱寫和矩陣編碼操作,以及提出采用兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(即策略網(wǎng)絡(luò)和嵌入網(wǎng)絡(luò))協(xié)同實現(xiàn)隱寫操作的思想。
[Abstract]:The ever-changing multimedia technology and products undoubtedly bring about the change of the human life. However, with the convenience of these digital end products, people also face the challenges and opportunities of information security. Traditional data encryption is easy to expose the fact that it is communicating because its output is visually unintelligible and easy to leave the evidence of an encryption operation. Although it is difficult to perform the resolution operation after the channel attacker intercepts the ciphertext, the communication failure can be caused by the interference channel. Unlike the data encryption, the data hiding the encrypted message into a common digital media file, transmitting the secret message by transmitting the embedded media file, and hiding the 鈥渃ommunicating鈥，

本文編號：2391561