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.     

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...     

以即时通信语音流为载体的隐写模型与方法

提出一种采用HOOK机制实现以即时通信语音流为隐藏载体的隐写模型,在通信软件的发送端挂接两个"钩子",采集即时通信语音流作为载体进行实时机密信息嵌入与提取,实现交互式的隐蔽通信过程。选择目前普遍使用的Google talk软件作为研究对象,重点研究Gtalk的iSAC语音编码的隐写方法,建立一种基于LPC参数量化的隐写算法,实现iSAC语音编码下的隐写方法。实验结果表明,该隐写模型适用于目前的即时通信软件的隐蔽通信,拓展了基于VoIP的信息隐写的应用范围;该隐写算法具有良好的隐写容量和隐写速率。     

针对音频抖动调制QIM隐写的盲检测

分析了抖动调制（DM）QIM隐写生成的携密音频的特征,利用携密音频段间变换域系数差的绝对值绘制直方图,根据该直方图中存在固定间隔跳跃点的特征,提出了一种盲检测算法。实验验证了该检测算法对音频的抖动调制隐写和简单QIM隐写都有效果。     

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。     

一种基于自适应量化嵌入器的隐写方法

感知质量和容量一直是图像隐写算法设计中难以折中的两个要素,如何取得更好的综合性能已吸引了很多研究者的兴趣.提出一种基于自适应量化嵌入器的隐写方法.这一方法通过改变某一载体信号所在子空间的索引来调制秘密信息,自适应特性体现在决定着子空间尺寸的分割码本的设计上.将这种隐写方法用于以2×2图像块为单元的数字图像隐写算法设计中,并将分割码本设计得具备HVS特性以取得较好的折中效果.实验表明,算法在感知质量和容量方面具有较好的综合性能.     

基于核主元统计的音频隐写分析

选取隐写前后音频载体信号小波分解第二级细节分量进行分帧,利用核主元分析原理提取每帧的不重要核主元,进行形态学变换后,以其相邻两帧汉明距离的奇数阶中心矩作为特征向量,用支持向量机分类,隐写分析全局检测率可超过95%。     

大容量 MP3 比特流音频隐写算法

通过对MP3编解码算法原理的研究,提出了一种基于小值区哈夫曼编码特点的信息嵌入方法--码字映射替换规则,进而实现了一种能在MP3压缩文件的比特流中隐藏大量信息的盲检测隐写算法.算法先对载体mp3文件部分解码,搜索出适合嵌入的小值区码字,然后按规则修改比特流中的相应码字来嵌入秘密信息.实验结果表明,算法的容量高于MP3Stego,计算复杂度低,同时可保证不可感知性,并具有一定的不可检测性,能抵抗针对MP3Stego的隐写分析算法.     

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...     

改进音频隐写方法在警用移动终端中的应用

音频隐写不会引起人的听觉感知,且语音具有交互方便、快捷的特点。为保障警用移动终端与服务器之间安全方便地通信,探讨音频隐写方法的设计,及其在基于语音交互的警用移动终端安全通信中的应用,提出一种改进的音频隐写方法。该方法用汉明窗函数对原始信号分帧,根据计算的短时能量确定冗余区间,结合统计经验及滞后掩蔽效应确定嵌入区间,顺序嵌入信息。模拟实验结果表明,该音频隐写方法具有良好的主观不可感知性,且基于该方法的通信模式是正确可行的。     

改进的大容量多分辨率LSB音频隐写算法

算法将载体音频信号用可完全重构的滤波器组进行小波包分解,根据各子带的边际信号失真敏感度将其分组,然后用改进的LSB算法以不同的分辨率将秘密信息嵌入到选定子带的小波系数中。实验结果表明,在信噪比相同的情况下,该算法的隐写容量比传统时域LSB算法高160kbps～200kbps,同时可很好地保持不可感知性,并具有一定的不可检测性,能抵抗一类针对时域LSB算法的隐写分析算法。     

基于音频LSB隐写的统计检测算法

现有音频隐写软件大多基于最低比特位（LSB）隐写,对LSB隐写的检测算法研究具有重要意义。借鉴图像隐写检测中相关位平面和相邻像素相关性的分析思想,结合16 bit wav音频LSB的隐写特性,通过对音频数据相邻向量对的奇偶和大小分情况讨论,得出隐写会使相邻向量对的统计值增大的结论。通过经验阈值的设定,实现对音频LSB隐写的有效统计检测。理论和实验证明了该算法的正确性。     

基于小波变换的音频扩频掩密分析算法

提出一种基于小波去噪技术和小波突变点检测技术的音频扩频掩密分析算法。该算法利用小波去噪算法分离含密音频上的噪声信号,循环截取不同长度的噪声信号与剩余的噪声信号进行滑动相关计算,利用小波突变点检测技术检测计算得出的滑动相关值中的突变点,提取这些突变点特征对待检测的音频进行掩密分析。实验结果表明,在PN序列嵌入强度大于0.002时,算法的检测正确率达80%以上。     

高效的MPEG先进音频编码方案

为提高MPEG先进音频编码系统的编码效率,分别在三个关键模块上进行了算法优化,提出一种高效的编码实现方案.在心理声学模型中,使用新的时域分块峰值变换率准则代替感知熵来判断MDCT变换块的类型,降低误判、漏判概率,提高编码质量和速度;在分析滤波器中,基于双路并行计算技术,采用N/8点FFT算法实现N点MDCT变换,提高运算速度;在量化编码模块中,利用量化噪声能量公式,减少量化迭代次数,提高编码效率.该编码方案在保证音频质量的前提下,减少了50%的编码时间,满足实时性系统设计的要求.     

一类可抵御SPA分析的动态补偿LSB信息隐藏方法

针对常用的LSB信息隐藏,SPA(Sample Pair Analysis)分析方法能以很高的精度估计出图像中隐藏信息的比率.文章通过对隐藏信息后的图像进行动态补偿,给出了一类可抵御SPA分析的LSB信息隐藏方法.该方法使得即使嵌入比率接近于100%,使用SPA方法分析仍将得到一个接近于0的低于判决门限的估计值,从而做出错误的判决.同时,将动态补偿的相关参数作为密钥的一部分,进一步提高了隐藏系统的安全性.实验表明:该方法同时还能有效抵抗RS分析及SPA和RS的多种改进方法的攻击.     

基于采样值排序的音频可逆隐写算法

针对已有音频可逆隐写算法失真较大的问题,提出一种基于采样值排序的改进音频可逆信息隐写算法。将音频采样值序列划分为固定大小的采样块,对采样块内部的采样值进行升序排列。计算每个采样块的复杂度,根据复杂度确定采样块是否能够用于嵌密。对于能够嵌密的块,通过其复杂度等级确定最优预测采样值,将该采样值与其他采样值相减得到预测误差,依据预测误差值的大小决定执行嵌密操作或移位操作。在EBU-SQAM标准测试集上的实验结果表明,在相同嵌入容量的条件下,相较于DE算法和PEE算法,该算法的SNR值较高,具有高保真的特性。     

对一种基于IP标识协议隐写的分析

针对一种基于IP标识位协议隐写算法进行了分析,提出可实现隐写分析的统计变量的构造方法,给出分析窗口内含密数据包比率的估计算法,对如何提高算法的安全性给出了改进策略,实验结果表明了该算法的有效性。     

Audio steganalysis based on reversed psychoacoustic model of human hearing

During the last decade, audio information hiding has attracted lots of attention due to its ability to provide a covert communication channel. On the other hand, various audio steganalysis schemes have been developed to detect the presence of any secret messages. Basically, audio steganography methods attempt to hide their messages in areas of time or frequency domains where human auditory system (HAS) does not perceive. Considering this fact, we propose a reliable audio steganalysis system based on the reversed Mel-frequency cepstral coefficients (R-MFCC) which aims to provide a model with maximum deviation from HAS model. Genetic algorithm is deployed to optimize dimension of the R-MFCC-based features. This will both speed up feature extraction and reduce the complexity of classification. The final decision is made by a trained support vector machine (SVM) to detect suspicious audio files. The proposed method achieves detection rates of 97.8% and 94.4% in the targeted (Steghide@1.563%) and universal scenarios. These results are respectively 17.3% and 20.8% higher than previous D2-MFCC based method.