基于隐写编码和Markov模型的自适应图像隐写算法

如何构造大容量、低失真和高统计安全的隐写算法一直是隐写研究的难点和热点.提出一种兼顾感知失真和二阶统计安全的自适应图像隐写算法设计思路.算法将载体各部分的平滑度引入隐写编码的生成过程,自适应地利用一簇隐写编码在载体各部分的合理运用降低载密图像失真度;在隐秘信息嵌入方式上利用基于Markov链模型的动态补偿方法提高载密图像统计安全性;算法对载体最低有效位和次最低有效位进行嵌入以保证嵌入容量.实验表明算法在相同嵌入量下相较双层随机LSB匹配算法以及仅使用一种隐写编码的算法,失真度更低且载体统计分布的改变更小,而在失真度和统计分布改变相近时嵌入容量更大.     

最小化扭曲的抗检测隐写算法

为提高秘密数据传输的安全性,提出一种最小化扭曲的图像隐写算法。根据图像平滑特性及具体隐写嵌入操作对特性的影响为载体像素分配扭曲值,以表征在该像素上进行特定嵌入操作对图像总体统计特性的影响程度,再利用STC码选择使图像整体扭曲函数最小的嵌入位置和嵌入方式进行信息嵌入。仿真实验结果表明,该算法具有良好的抗检测性。     

基于特征的彩色位图隐写分析

针对互联网上流行的真彩位图文件的隐写算法工具InplainView, 根据算法嵌入原理和特征分析,成功实现了对隐秘图像的检测;通过研究从隐秘图像中所提取消息的字符频度分布,提出了对嵌入消息加密的密钥恢复解决方案,有效提高了隐写分析性能。最后的实验结果表明,该隐写分析方法简单、高效,便于实用。     

基于分数阶小波变换的图像隐写分析

为了提高现有的图像隐写分析算法的检测性能,提出一种基于分数阶小波变换的图像隐写分析算法。该算法首先通过二维分数阶小波变换将图像映射到分数阶小波时频域内。然后在时频域内使用主成分分析提取隐写图像高频子带的主成分特征统计量、计算主成分的信息熵、构建敏感特征向量。最后采用支持向量机(SVM)对该算法所提特征进行分类。通过仿真实验利用所提算法分别对三种隐写算法下不同嵌入率的隐写结果进行检测,结果表明该算法可有效提高隐写分析准确率。     

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.     

空域序列隐写图像的密钥估计算法*

在已知嵌入消息长度的条件下,隐写密钥可以看做消息嵌入的起始位。将图像像素划分为不同类点,通过分析信息嵌入和最低位置反对各类点的影响,得到图像嵌入信息部分和未嵌入信息部分的差异,最终设计了针对空域序列LSB(least significant bits)隐写图像的密钥估计算法。实验结果表明,该算法可对隐写密钥进行快速有效的估计。     

对基于小波对比度和LSB逐层隐写方法的分析

基于小波对比度和LSB的逐层隐写方法按图像小块的小波对比度确定可嵌入位平面层数,然后在时空域中逐层对可在该层嵌入信息的小块嵌入秘密信息,具有较大的信息嵌入量和良好的视觉隐蔽性.针对这种隐写方法,本文从图论的角度直观分析了隐写行为,导出两个基于直方因特性的统计量,理论证明了这两个统计量与嵌入率间存在的线性关系和不同的比例关系,并据此提出隐写检测方法.理论分析和实验结果均表明:本文方法不但能检测出秘密信息的存在性,而且可以大致估计出秘密信息嵌入量.本文方法对分析检测其它位平面逐层隐写也有借鉴作用.     

一种融合湿纸码和STC码的高效隐写算法

为提高隐写术的嵌入效率,提出一种融合湿纸编码和STC(syndrome-trellis codes)码的隐写算法。首先使用STC码在载体最低位嵌入第一部分信息;将发生变化的载体元素标记为"dry",未变化的元素标记为"wet";利用湿纸编码保持STC的嵌入结果,保证"wet"元素不作修改,选择"dry"元素的修改方式,并利用修改方式携带第二部分信息。接收方利用STC和湿纸码分别从载体的最低位和次低位提取信息。理论分析和实验结果表明,在相同失真下,该算法的嵌入效率和嵌入率都高于STC算法。算法适用于多种载体,安全性优于单纯使用STC码的隐写算法。     

针对EzStego隐写图像的检测方法

针对基于调色板图像的EzStego隐写算法，在分析比较了目前常见的χ^2统计分析与RS分析方法后，指出了这两种方法在低嵌入率的EzStego隐写图像检测中的不足及其产生问题的主要原因，考虑到EzStego隐写算法的以下两个显著特征：颜色对及顺序嵌入，提出了一种基于颜色对频度统计分析的新型检测算法。实验结果表明，这种方法适用于EzStego隐写图像的检测，在低嵌入率情况下，其检测率和虚警率优于χ^2统计分析与RS分析方法。该方法在使虚警率降低1～2倍的情况下，检测率达到87％，而其他两个方法的检测率只有63％～69％，该新方法19～24个百分点。     

基于逐像素概率预测的图像隐写定位研究

为进一步增强图像隐写分析的实用性,对内容自适应隐写术和非内容自适应LSB matching的隐写像素定位问题展开研究,提出一种端到端的图像隐写定位网络PSL_NET,在输入端输入一张图像,输出端定位出图像的隐写像素的位置。在预处理层中,利用空域富模型的高通滤波器提取残噪图像;在深度残差层中,通过深度残差学习增强隐写特征的表达能力;在像素预测层中,利用标记出隐写像素实际位置的掩码图像进行有监督地学习,增强网络对局部隐写像素的感知能力,无区别对待平滑或者纹理区域的像素,逐一预测图像每位像素是真实位或是隐写位,最终预测出图像的隐写像素位;从目标函数层面解决正负样本的不均衡问题,提升检测精度。在基于BOSSbase v1.01数据源展开的实验中,该网络对经自适应隐写术S-UNIWARD在负载为0.4?BPP嵌入的隐写图像的像素检测准确度为0.981?74,实验验证该网络同时适用于对经非内容自适应隐写术LSB matching嵌入后的隐写图像进行隐写像素定位。     

负载自适应的批量隐写研究

为了进一步提高批量隐写的安全性, 针对以往自适应批量隐写方案的不足设计了一种简单可靠的新方案。首先借助基于随机森林的集成分类器确定当前隐写分析技术下图像的隐写容量, 在此基础上确定各个图像嵌入的信息量, 方案最大程度地利用了载体资源, 并通过对秘密信息进行分割分组进一步增强了安全性。实验结果表明, 隐写容量计算中的安全判定方法准确性高, 在保证低漏检率的同时避免了较高的虚警率, 且运行时间更短。     

A steganographic method based on optimized audio embedding technique for secure data communication in the internet of things

The rapid growth of the internet and the internet of things (IoT) refers to the next phase of information revolution whose context involves billions of smart devices and sensors interconnected to facilitate speedy information and data exchange under soft real-time constraints. Digital information revolution has caused significant changes in the data communication. This data communication may require private, secure, and sometimes malicious communication. Competent secrecy can be accomplished by applying novel and inventive audio steganography. This article focuses on the secret message followed by shuffled embedded bit substitution in original audio stream by adopting optimized audio embedding technique (OAET) from the technological observation. To hide the information in the deeper layer of the audio stream, this method uses a new elevated bit range least significant bit (LSB) audio steganography technique that decreases distortion and improves the robustness of the embedded audio stream. The proposed technique proves that the perceptual quality of audio steganography is better than the previous standard LSB technique. Experiment results proved that the cladding of the OAET provides high-level security to the universal cyber data. The interpretation of results shows that embedding data in audio enhances the level of security when used as IoT smart speakers, where the attackers could not distinguish between the original audio and the embedded audio streams.     

一种用于隐写测评的图像纹理复杂度估计方法

在评估图像隐写算法安全性及隐写分析性能时,隐写嵌入率等参数是重要的评价指标,而图像纹理差异对评价的影响很容易被忽略。为此,基于图像高维统计模型,提出一种新的针对隐写应用的图像纹理复杂度度量方法,用于衡量图像间的纹理差异。根据纹理复杂度对图像进行分类,单独在每一类不同纹理复杂度的图像集上评估隐写分析的检测性能。实验结果表明,该方法能有效地评价隐写的安 全性。     

博弈论模型下基于运动矢量的视频隐写算法

针对目前大多数视频隐写算法不满足Kerckhoffs准则进行了研究,在博弈论隐写模型的基础上,提出了一种新的基于运动矢量修改的H.264视频隐写算法.该算法利用人眼视觉特性中对运动矢量的方向和速度特性敏感程度不同计算失真代价函数,再根据博弈论相关理论结合失真代价函数得到每个运动矢量的嵌入概率,实现了一种在理论上满足Kerckhoffs准则的视频隐写算法.实验结果表明,与同类型视频隐写算法相比,在满嵌时该算法的PSNR和SSIM的平均变化值分别降低了18.5％和12％,具有较好的安全性和不可感知性.     

基于分层嵌入的二值图像隐写方法

提出了一种非加性失真的二值图像隐写方法,该方法对载体图像进行分割,生成两张子图,通过传递影响因子更新失真,并使用最小化失真隐写编码实现消息嵌入。相较于固定失真不变的加性失真隐写方法,所提方法结合了二值图像只有黑色和白色两种像素的特性,使其能够捕捉像素点间修改的相关性,实现动态修改失真,从而提高了二值图像隐写的视觉质量和隐写安全性。     

小波域最小嵌入失真函数设计及其在隐写中的应用

为了提高隐写方案的安全性,提出一种基于最小嵌入失真原理和网格码的图像隐写算法。首先在离散小波域结合人眼视觉特性和整数提升小波变换设计了失真测度函数,主要考虑了亮度、频率和纹理掩蔽因子对载体失真的影响。然后结合网格码设计了隐写算法,将嵌入信息对载体的修改最小化并且集中在人眼不敏感区域。实验结果显示,方案具有良好的视觉不可见性,且能抵抗空域、小波域等隐写分析的攻击,安全容量达到0.4 bits/pixel。     

简洁的JPEG图像隐写DCT系数选择方案和安全性增强策略

根据图像JPEG压缩的特点,提出了一种简洁有效的DCT系数选择方案,不仅充分利用了非零交流DCT系数,而且还用到部分零值DCT系数;此外,通过改变系数的嵌入顺序,优先考虑低频系数,改善了算法的安全性。实验表明,将2种典型的空域隐写算法（EPES和APPM）应用到所提出的算法框架,获得了比3种经典压缩域隐写算法（JSteg、F5和nsF5）和新近提出的基于STC框架的DCT域隐写算法（LPD）更大的嵌入容量及更好的安全性。所提出的 DCT 系数选择和嵌入框架可有效提升嵌入容量和抗隐写分析的性能,且所提方案具有通用性,可应用于不同隐写算法。     

基于Arnold变换与改进LSB嵌入方案的信息伪装算法

文章提出了一种基于二维Arnold变换与改进LSB嵌入方案的图像信息伪装算法,在对图像进行二维Arnold变换的基础上,采用改进的LSB嵌入方案嵌入数据,提取时只需提取Arnold变换图像的LSB即可。该算法结合了图像置乱技术和改进的LSB嵌入方案,对嵌入的数据形成了双层保护。实验结果表明,该算法的数据嵌入量及失真度与传统的LSB嵌入方式一致,同时能够有效地抵抗RS(RegularSingular)和SPA(SamplePairAnalysis)隐写分析,并保持了图像的直方图统计特征,此外,该方法适用于灰度图像和彩色图像,易于实现。