F5隐写算法及其隐写分析研究

图像隐写分析是检测、提取和破坏隐写图像中秘密信息的技术,是信息安全领域的研究热点之一.由Westfeld提出的F5隐写算法是一种重要的图像隐写算法.分析了F5隐写算法及其隐写系统,讨论了一种针对F5隐写算法的隐藏检测方法,并给出了具体实现的算法.实验结果表明,F5算法采用矩阵编码,提高了嵌入效率.     

视频隐写分析技术研究综述

作为当今最流行的传播媒介之一,数字视频被普遍视为一种理想的隐蔽通信载体,视频隐写和视频隐写分析技术也因此吸引了信息隐藏领域研究者的广泛关注,成为该领域的研究热点之一。近年来,视频隐写技术的快速发展,使得视频隐写分析面临着巨大的挑战。本文对当前视频隐写分析领域的研究现状进行了综述概括,重点阐述了关于压缩域视频隐写分析技术的研究进展。针对不同类型的嵌入域,分别归纳了相应隐写分析技术的原理,并对其中的经典方法进行了详细介绍和分析。此外,还对未来视频隐写分析领域可能的研究重点和发展方向进行了讨论和展望。     

二值文本图像隐写分析算法

提出了一种基于模式分析的二值文本图像隐写分析算法。在深入研究当前国内外二值图像信息隐藏和隐写分析算法的基础上,提出了图像"模式"的概念,并将图像模式按照修改其中心像素对人体视觉的影响程度分成三类,建立了二值图像最佳嵌入位置模式库;通过分析二值文本图像的模式在嵌入信息前后的变化特征,提出了基于模式分析的二值文本图像隐写分析算法。实验证明该算法是一种性能较佳的二值文本图像隐写分析算法。     

图像隐写分析研究综述

隐写术与隐写分析是信息安全领域中一个重要的课题.随着图像隐写的不断发展,为了防止技术被恶意者利用,提出了图像隐写分析技术.本文简单介绍图像隐写类别,并根据适用范围不同将隐写分析分为专用隐写分析和通用隐写分析,总结和归纳各算法的优缺点,探讨深度学习在图像隐写分析上的研究所面临的问题及发展趋势.     

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.     

面向高级音频编码的通用隐写分析方法

针对面向高级音频编码(AAC)音频压缩标准的内容安全和隐写分析算法相对滞后的问题,提出一种面向AAC压缩域的通用隐写分析方法。该算法利用相邻的修正的离散余弦变换(MDCT)系数之间的相关性,构建基于帧间帧内多阶差分相关性的隐写分析子特征,结合AAC编码特性对子特征进行加权融合,得到用于通用隐写分析的特征集合,并采用随机森林组合分类器,实现了面向AAC MDCT系数修改的通用隐写分析。实验结果表明,所提算法对现有隐写算法能够实现有效的通用检测,在相对嵌入率为50%的条件下,各种隐写算法的检测率都能达到80%以上。     

基于模式分析的二值文本图像隐写分析算法

在研究已有的二值图像信息隐藏和隐写分析算法基础上,给出图像“模式”的概念,按修改图像模式中心像素对人体视觉的影响程度将图像模式分成3类,建立二值图像最佳嵌入位置模式库,通过分析二值文本图像的模式在嵌入信息前后的变化特征,提出基于模式分析的二值文本图像隐写分析算法。实验证明,该算法的性能较佳。     

基于深度学习的图像隐写研究进展

图像隐写是信息安全领域的研究热点之一.早期隐写方法通过修改载体图像获得含密图像, 导致图像统计特性发生变化, 因此难以抵抗基于高维统计特征分析的检测.随着深度学习的发展, 研究者们提出了许多基于深度学习的图像隐写方法, 使像素修改更隐蔽、隐写过程更智能.为了更好地研究图像隐写技术, 对基于深度学习的图像隐写方法进行综述.首先根据图像隐写过程, 从3个方面分析了基于深度学习的图像隐写方法:1)从生成对抗网络和对抗样本2个角度介绍载体图像获取方法; 2)分析基于深度学习的隐写失真设计方法; 3)阐述基于编码-解码网络的含密图像生成方法.然后, 分析和总结了无载体图像隐写方法的优缺点, 该类方法无需载体图像即可实现图像隐写, 因此在对抗统计分析方面存在天然优势.最后, 在深入分析与总结基于深度学习的图像隐写与无载体图像隐写2类方法优缺点的基础上, 对图像隐写的发展方向进行了探讨与展望.     

图像非加性隐写综述

图像非加性隐写不仅能更好地维持图像元素的分布,而且具有较高的抗检测性能.首先对图像非加性隐写方法进行了梳理,将其分为两大类:非加性失真设计和非加性隐写编码设计.进一步将非加性失真设计总结为3类:基于理论模型、基于修改原则和基于对抗检测的方法,对这些方法进行了对比.最后分析了非加性隐写面临的困难问题和未来的发展思路.     

JPEG图像隐写及隐写分析算法设计与实现

在介绍信息隐藏技术以及JPEG图像隐写发展现状的基础上,讨论了JPEG图像格式以及JPEG图像隐写算法,并实现了F5隐写算法。在实现F5算法的同时,还介绍实现了算法采用的混洗、矩阵编码等提高算法安全性的技术。     

基于合成语音的计算安全隐写方法

计算安全的隐写理论很早就被提出,但一直不能用于主流的以多媒体数据为载体的隐写术。原因在于计算安全隐写的前提是可以获得载体的精确分布或可以按照载体分布精确采样,而自然采集的图像、音/视频无法满足这个前提条件。近几年,随着深度学习的发展,多媒体生成技术逐渐成熟且在互联网上的应用越来越普遍,生成媒体成为合理的隐写载体,隐写者可以用正常的生成媒体掩盖秘密通信,即在媒体生成过程中隐写信息,并与正常的生成媒体不可区分。一些生成模型学到的分布是可知或可控的,这将为计算安全隐写推向实用提供契机。以当前广泛应用的合成语音模型为例,设计并实现了计算安全的对称密钥隐写算法,即在音频生成过程中,根据样本点的条件概率,按算术编码的译码过程将消息解压缩到合成音频中,消息接收方拥有相同的生成模型,通过复现音频合成过程完成消息提取。在该算法的基础上进一步设计了公钥隐写算法,为实现包括隐蔽密钥交换在内的全流程隐蔽通信提供了算法支撑,在保证隐写内容安全的同时,还可以实现隐写行为安全。理论分析显示,所提隐写算法的安全性由嵌入消息的随机性决定,隐写分析实验进一步验证了当前技术下攻击者无法区分合成的载体音频与载密音频。     

批量隐写容量研究*

通过对批量隐写的定性分析,提出了增大批量隐写容量的方法。对大容量图像的位平面进行等分分块,采用矩阵编码技术,证明了至多修改像素的1 LSB位能够嵌入2 bit隐秘信息的结论,提升了批量隐写容量,并给出了安全性分析。最后结合隐秘信息的嵌入和提取算法,以航拍图为隐写载体进行实验,验证了算法的有效性。     

基于运动矢量的视频隐写方法

为减小秘密信息嵌入对载体视频的修改率,提出了一种基于运动矢量及线性分组码的视频隐写方法。该方法在原始视频进行H.264压缩过程中将秘密信息嵌入到其运动矢量中。线性分组码的使用不仅可大幅提高载体视频的运动矢量利用率,而且可有效降低运动矢量修改率。所提算法不仅具有计算复杂度低、视觉不可见性高的特点,而且可以实现秘密信息的盲提取。实验表明,该方法在保持良好的视频质量的前提下,可以满足隐蔽通信对于高嵌入容量的需求。     

隐写术的应用及安全性研究

介绍了隐写术和反隐写术,说明了隐写术的原理及隐写术在文本、图像、音频中的应用。从隐写系统的绝对安全性、检测隐写消息的低效性和隐写算法的复杂多变性等方面阐明了反隐写所面临的挑战。最后指出反隐写术只能证明隐写信息的存在性而不能破译隐写信息的不足;同时简要阐明了反隐写的发展趋势。     

基于小波包统计量的音频隐秘检测算法

提出了一种基于小波包分解和多类支持向量机分类的音频隐秘检测算法,该算法首先对音频文件进行小波包分解,然后根据小波分解系数绝对值和绝对值线性预测的误差生成特征向量,并采用多类支持向量机进行模式分类。在不同嵌入率下对几种常见的隐秘软件生成的隐秘音频进行仿真试验,结果表明,该算法具有较强的通用性,对于隐密音频文件具有较高的识别率。     

高位有效位概率算术解码的图像密写改进算法

提出一种基于MSBs(高位有效位)概率算术解码的DCT(离散余弦变换)域YASS(yet another steganographicscheme)密写改进算法。为了克服YASS算法因量化索引调制(QIM)嵌入特性造成的易攻击缺陷,在YASS消息嵌入中用原型信号MSBs概率分布约束的算术解码,使消息嵌入流的解码序列具有与原型信号一致的边缘分布,在保持YASS算法高随机性嵌入优点的同时,能使密写前后一阶分布直方图之间的差异最小化,有效保证了密写的安全性。实验结果表明,与YASS对比,该方法使系数分布直方图的平均变化量更小,其平均失真为6.3%,相比YASS的平均失真6.8%,减少了0.5%,改进算法的抗隐写分析能力比后者更强,是一种有效的密写算法。     

结合视觉感知特性和湿纸编码的视频隐写算法

利用双树复小波变换提取出视频图像的运动特征图、对比敏感图、纹理特征图和场景变化情况,综合确定视觉不敏感点,从而构造出用于嵌入秘密信息的隐写位置图,并结合湿纸编码实现了信息的隐写。算法不需要接收者知道具体的嵌入位置便能够实现信息的提取,避免了重复获得隐写位置图的大量运算,并且不必考虑增加冗余以修正隐写操作引起的隐写位置重新判断误差,提高了提取效率和安全性。实验表明,算法具有较高的嵌入容量和良好的隐写不可见性,可以满足隐蔽通信的要求。     

面向可逆图像处理网络的可证安全自然隐写

目的 自然隐写是一种基于载体源转换的图像隐写方法,基本思想是使隐写后的图像具有另一种载体的特征,从而增强隐写安全性。但现有的自然隐写方法局限于对图像ISO(International Standardization Organization)感光度进行载体源转换,不仅复杂度高,而且无法达到可证安全性。为了提高安全性,本文结合基于标准化流的可逆图像处理模型,在隐空间完成载体源转换,同时通过消息映射的设计做到了可证安全的自然隐写。方法 利用目前发展迅速的基于可逆网络的图像处理方法将图像可逆地映射到隐空间,通过替换使用的隐变量完成载体源的转换,从而避免对原始图像复杂的建模。同时,改进了基于拒绝采样的消息映射方法,简单地从均匀分布中采样以获得需要的条件分布,高效地将消息嵌入到隐变量中,并且保证了嵌入消息后的分布与原本使用的分布一致,从而实现了可证安全的自然隐写。结果 针对图像质量、隐写容量、消息提取准确率、隐写安全性和运行时间进行了实验验证,结果表明在使用可逆缩放网络和可逆去噪网络时能够在每个像素值上平均嵌入5.625 bit消息,且具有接近99%的提取准确率,同时隐写分析网络SRNet(st...     

基于运动矢量多直方图修正的视频可逆隐写算法

针对基于直方图平移的视频隐写算法与视频内容相关性不强进行了研究,提出了一种基于运动矢量多直方图修正的H.264视频可逆隐写算法。该算法通过统计特定帧中宏块移动的速度特性和散乱度对人眼视觉的敏感程度设计修正参数,再根据修正参数设计多个二维直方图,最后在非特定帧中通过二维直方图修正算法嵌入信息。实验结果表明：与同类型视频隐写算法相比,嵌入容量平均提高8.2%,在满嵌时该算法的PSNR和SSIM的变化值分别平均降低19.9%和17.5%,该算法在保持较低的比特率变化下,具有更好的嵌入容量和不可感知性。