JPEG图像的信息隐写术与隐写分析

信息隐藏和检测技术在当代信息社会中日趋重要,并且得到广泛应用.JPEG是目前最流行的图像文件格式标准之一.概述了隐写和隐写分析的原理,介绍了JPEG图像格式,重点分析JPEG图像的几种典型的隐写术和隐写分析算法,比较了几种隐写术和隐写分析算法的优缺点,并指出了隐写术和隐写分析技术的发展趋势.     

以数字图像为载体的隐写分析研究进展

隐写和反隐写的对抗是关系到信息安全的重要课题.文中针对常用隐写载体之一即数字图像,回顾反隐写技术的最新进展.根据隐写技术快速发展对反隐写研究提出的挑战,对近几年提出的新方法和新思路进行梳理和归纳.给出系统和扼要的评述,供隐写和反隐写研究者参考.重点围绕三方面展开讨论:对于克服了统计不对称性的LSB匹配嵌入法如何进行有效的检测或嵌入率估计;对于小嵌入率隐写进行分析的研究中有哪些进展;面对层出不穷的隐写新方法,如何实现不针对具体嵌入算法的通用隐写分析.对于反隐写研究的发展趋势和面临的新问题也作了讨论.     

多媒体隐写研究进展

大数据分析可以跳过数据内容而仅从数据背景挖掘情报,传统的加密通信已经难以满足安全通信的需求。隐写技术是将秘密消息嵌入各种载体(如数字图像、音频、视频或文本)中实现隐蔽通信的技术,是应对大数据情报获取的有效手段,是密码技术的必要补充。人工智能,尤其是深度学习,在计算机视觉、语音和自然语言处理等领域的巨大成功,给隐写术带来了新机遇,提出了新挑战,促使基于图像、音/视频和文本的隐写术出现了一系列新思想、新方法。本文介绍隐写术的概念、分类、主要作用和研究意义,概述隐写术的发展历史、研究近况和应用场景。注意到各类载体上的隐写术虽然有差别,但是其核心追求有共通之处,可以提炼成通用的隐写编码问题。所以本文首先介绍隐写编码的基本思想与关键技术,然后针对最重要和流行的载体、图像、视频、音频和文本,分别介绍隐写术的进展。总体而言,本文从隐写编码、图像隐写、视频隐写、音频隐写和文本隐写5个方面概述隐写术的国际/国内发展现状,总结差异,对比优势和劣势,并分析发展趋势。     

基于BN优化SNGAN的自适应音频隐写

音频隐写术是将秘密信息(如文本、图像、音频、视频等)隐藏到载体音频中,不仅能够保证秘密信息本身的安全,而且能保证秘密信息传输的安全,已成为信息隐藏领域的研究热点之一.近年来,基于深度学习的音频隐写分析技术能够在充分挖掘隐写深度特征的基础上实现高效的隐写检测,导致隐写术的安全性降低,为隐写术带来了新的挑战.不过,生成对抗...     

一种基于线性规划特征选择和集成分类器的图像隐写分析方法

隐写分析是防范由隐写术进行信息隐藏所带来危害的有效方法。图像隐写分析方法主要用于检测图像是否被隐写术嵌入隐秘信息。通用型图像隐写分析能够针对广泛类型的隐写术进行检测,该类方法一般采用从图像提取的统计特征和分类器模型进行。当前的高性能隐写分析一般采用高维特征和集成分类器进行。高维特征能够较好地表达图像统计特性中被隐写术扰动的成分,但另一方面,高维特征具有较多的冗余和无效成分,因此进行特征选择能较好的提升效率。本文提出一种使用线性规划的特征选择模型,该模型可与集成分类器协同使用,同时考虑集成分类器中子分类器的检测精度和多个子分类器使用特征的多样性。实验证明,本文提出的方法对多个隐写术的检测性能有较好的提升。     

对数字图像中的隐写术与隐写分析技术的研究

隐写术和隐写分析技术作为多媒体和信息安全领域的一个新的研究热点正受到越来越多的关注。本文研究的是以数字图像为载体的两种技术,分析了数字图像中的隐写术与隐写分析技术的原理,介绍了国内外一些常用的隐写和隐写分析方法,并对它们各自的优缺点进行了分析和评价。最后对隐写分析的未来发展方向进行了分析和展望。     

数字隐写模型及形式化描述

为了使数字隐写模型研究与隐写技术研究同步发展,从通用到具体,依次提出3个数字隐写模型,并对各模型进行形式化描述,总结梳理隐写算法的本质原理,以指导隐写技术的进一步发展。首先,针对已有模型无法描述新兴隐写算法的问题,提出一个通用数字隐写模型,以描述当前所有隐写算法;其次,鉴于载体修改式的隐写算法在隐写术研究中的重要地位,提出基于载体修改的加性噪声隐写模型;然后,针对当前主流的图像自适应隐写算法,提出具体的最小化失真的数字图像自适应隐写模型。选取4个典型的隐写算法实例,采用所提隐写模型进行对应描述,以验证所提模型的有效性。     

分级安全的文本隐写方法

针对单一数据类型隐写方法安全性不高、隐写容量不足等问题,提出了一种具有分级安全的文本隐写方法。首先,将整个载体文档中的多种类型的数据作为备选隐写载体,以不同类型数据的隐写特点和隐写分析技术为评估依据定义隐写安全等级,构建了一个多类数据融合的分级安全隐写模型。然后,根据秘密信息的长度自适应确定安全等级,并利用分级安全隐写模型将秘密信息分块地嵌入在同一个载体文档相互独立的多个不同类数据中。理论分析及实验结果表明,与现有基于单一数据类型隐写方法相比,所提方法扩大了隐写容量,在嵌入等量的秘密信息情况下,降低了文档中同一类载体数据的统计特征改变程度,提高了秘密信息的整体安全性。     

基于JPEG图像的秘密信息长度估计研究

图像隐写分析就是对信息隐藏系统进行攻击的技术,基于JPEG图像的隐藏信息长度估计的方法最近引起了很大关注。该文分析和讨论了JSteg、F5和OutGuess隐写分析算法。     

高效±k自适应图像隐写术

自适应隐写可避免修改载体的敏感区域, 有效提高隐写术的安全性. 总结分析了现有自适应隐写的边信息同步方法. 通过推广单调纹理函数思想, 构造一种基于自由度的纹理保序函数, 实现了自适应隐写边信息的快速同步. 结合湿纸编码和多层嵌入思想, 提出自适应 ± 1和± 2 隐写算法. 新算法既保证通信双方能快速同步边信息, 同时具有很高的抗检测性能. 理论分析和实验结果均表明了算法的有效性.     

A new way of covert communication by steganography via JPEG images within a Microsoft Word document

In this paper, we analyze steganography as one of the branches in the application of secret and secure communication. Starting with an overview of steganographic methods and techniques of concealing information in various data formats, we then introduce a new system of information transfer within Microsoft Word documents via JPEG images previously processed with a steganographic tool StegApp 1.1.0, developed by the authors. This steganographic tool is based on the transformation of the JPEG image with a domain transformation technique with parameters obtained by the discrete cosine transform. In order to check the level of protection and performance of the StegApp 1.1.0 tool, it is qualitatively compared to the commercial SteganPEG tool, which works and encodes data in JPEG images in a similar way.     

基于生成对抗网络的信息隐藏方案

针对信息隐藏中含密载体会留有修改痕迹,从根本上难以抵抗基于统计的隐写分析算法检测的问题,提出一种基于生成对抗网络（GAN）的信息隐藏方案。该方案首先利用生成对抗网络中的生成模型G以噪声为驱动生成原始载体信息;其次,使用±1嵌入算法,将秘密消息嵌入到生成的载体信息中生成含密信息;最终,将含密信息与真实图像样本作为生成对抗网络中判别模型D的输入,进行迭代优化,同时使用判别模型S来检测图像是否存在隐写操作,反馈生成图像质量的特性,G&D&S三者在迭代过程中相互竞争,性能不断提高。该方案所采用的策略与SGAN（Steganographic GAN）和SSGAN（Secure Steganography based on GAN）两种方案不同,主要区别是将含密信息与真实图像样本作为判别模型的输入,对于判别网络D进行重构,使网络更好地评估生成图像的性能。与SGAN和SSGAN相比,该方案使得攻击者在隐写分析正确性上分别降低了13.1%和6.4%。实验结果表明,新的信息隐藏方案通过生成更合适的载体信息来保证信息隐藏的安全性,能够有效抵抗隐写算法的检测,在抗隐写分析和安全性指标上明显优于对比方案。     

基于广义字符序列的隐写术分析技术

隐写术分析是针对隐藏信息的攻击技术。载体为图像的隐写术分析技术通过分析隐蔽载体的特点来识别该载体中是否存在嵌入信息。嵌入信息的特点对隐蔽载体的影响很大,可为信息检测提供重要依据。该文提出广义字符序列的概念及2种当隐蔽载体为图像时基于明文的检测方法。实验结果表明,该方法可检测出隐藏信息、信息容量及嵌入信息载体的位置。     

基于三元Golay隐写码的快速隐写算法

研究GF(3)上的编码方法,利用三元Golay码给出一种GF(3)上的隐写码,其隐写性能较常见二元隐写码有显著提高。提出基于三元Golay隐写码的快速隐写算法。该算法有效地降低了隐写算法的计算复杂度,提高了实现效率。     

基于联合失真的AAC安全隐写算法

随着互联网技术的普及,越来越多的音视频通信应用融入到了人们的日常生活中.AAC(Advanced Audio Coding),作为目前互联网应用中使用最广泛的音频压缩编码标准之一,拥有优秀的压缩效果和出色的音频质量,使得越来越多的音视频作品利用AAC进行编码传输,这也为信息隐藏提供了新的、更多、更好的隐写空间.本文分别...     

Efficient steganalysis of images: learning is good for anticipation

This paper describes a Bayesian formalism for digital image steganalysis allowing the detection of stego images, the identification of the steganographic algorithm used, the estimation of message length and location, and anticipation in the case of embedding using an unknown steganographic algorithm. A Bayesian multinomial logistic regression based on a variational approximation is proposed. Detection, identification, and anticipation involve discriminative learning in feature space. Estimation requires the fusion of classifiers allowing discrimination between fully embedded and cover subimages of different sizes. The validation on JPEG images shows that the proposed scheme is effective and allows the anticipation of unknown steganographic algorithms.     

An AMR adaptive steganographic scheme based on the pitch delay of unvoiced speech

Multimedia Tools and Applications - In this paper, a novel AMR adaptive steganographic scheme based on pitch delay of unvoiced speech (PDU-AAS) was proposed. The existing AMR steganographic schemes...     

基于纹理复杂度和差分的抗盲检测图像隐写算法

通过分析纹理复杂度对图像隐写分析的影响,提出一种基于纹理复杂度和像素差分的隐写算法。首先,将图像划分为大小相同的分块,通过分块中起点位置的不同计算分块中不同小块的纹理复杂度,选择复杂度最高的图像小块;然后,计算小块的相邻像素差分值,并根据秘密消息的长度和不同方向上的差分值分布确定嵌入阈值,在大于该阈值的差分值中嵌入秘密消息。对多种嵌入算法在不同图像库上做通用盲检测实验,实验结果表明,该算法在抵抗小波高阶统计量分析等盲检测算法能力方面,优于LSB匹配、图像边缘自适应嵌入等隐写算法。     

High-performance JPEG steganography using complementary embedding strategy

A high-performance JPEG steganography should be secure enough to resist modern steganalysis. In this paper, we propose a high-performance JPEG steganographic method. The proposed method adopts the complementary embedding strategy to avoid the detections of several statistical attacks. To show the effectiveness of the proposed method, several statistical attacks are simulated and used to detect the stego-images created by the proposed method. Several famous JPEG steganographic algorithms are also simulated for comparisons with the proposed method. Experimental results show that the proposed steganographic method has superior performance both in capacity and security, and is practical for the application of secret communication.