图像加密域可分离可逆信息隐藏算法的系统设计与实现

改进了一种图像加密域可分离可逆信息隐藏的算法,设计并实现了一个图像加密域的可分离可逆信息隐藏软件系统。在此系统中,内容拥有者对未压缩的原始图像使用加密密钥进行加密。然后,信息隐藏者使用信息隐藏密钥把加密图像的最低位平面进行压缩,在压缩所得的空余空间里嵌入额外数据。最后得到包含嵌入信息的加密图像：拥有信息隐藏密钥的接收方,尽管不知道原始图片内容也可以提取出隐藏信息;拥有加密密钥的接收方可以获得原始图像的近似图,但是不能提取隐藏信息;如果同时拥有加密密钥和信息隐藏密钥,那么既可以提取出隐藏信息,也可以利用自然图像的空间相关性恢复出图像的相似图像。实例测试的结果表明,算法具有嵌入容量大、操作更灵活的优点。     

基于间隔控制的信息隐藏算法

提出一种在图像离散余弦变换（DCT）域内的信息隐藏算法。为了在基本保证隐秘图像视觉质量的前提下有效提高载体图像的信息隐藏量,该方法使用随机序列进行间隔控制,选择信息嵌入位,把随机序列的种子看成密钥,通过比较变换后的2个DCT系数完成信息的隐藏。试验结果表明,该算法可以兼顾秘密信息隐藏的不可见性和鲁棒性,密钥空间大,能够实现自适应隐藏和提取信息的盲检测。     

基于均匀置乱与可逆隐藏的双重图像保密算法

加密和隐藏是实现图像保密的2种重要方式,将加密后的图像再隐藏在一幅正常图像中,可以实现对图像的双重保密.基于传统图像置乱变换存在密钥量小和置乱效果差的缺点,提出一种图像位置均匀置乱算法,在密钥量显著提高的前提下,置乱效果得到极大改善,而且加密速度快.在此基础上,对加密后的图像进行隐藏处理.针对目前隐藏算法只保证秘密信息可恢复的特点,提出一种基于图像相邻像素对差值的可逆隐藏算法,在恢复秘密信息的同时也能准确恢复载体图像.仿真实验得出:该算法具有可行性和有效性.     

一种新的基于指纹的密钥隐藏方案

针对已有指纹密钥隐藏方法的不足,提出了一种新的基于指纹的密钥隐藏方案,为了充分利用指纹图像细节点以及细节点周围的纹理信息,采用了一种新定义的指纹模板:细节点纹理串模板,这种密钥隐藏方案也就称为细节点纹理串密钥隐藏方案.在此方案中,首先提取指纹的细节点集合,然后在每个细节点周围使用Gabor滤波器滤波,以提取细节点周围的指纹纹理信息,细节点集合和每个细节点对应的纹理信息共同构成细节点纹理串模板.然后,用(n,k)秘密分割方法将对称加密系统或PKI产生的密钥分成n份秘密值,每份秘密值以保密的方式存储在细节点对应的纹理串中,只有当询问指纹能恢复出至少k份秘密时,才可以恢复出原密钥.在指纹数据库FVC2002DB1和DB2上的实验表明,一指纹用于隐藏密钥,另一指纹用于恢复密钥的情况下,该方案的等错率(equal error rate,EER)为1%～2.2%,优于模糊盖子密钥隐藏方案.安全性分析表明,该方案有效地保护了密钥以及指纹模板信息,安全度高于模糊盖子方案.     

基于LSB图像隐藏系统的设计与实现

文中运用Matlab实现了基于空域LSB(Least Significant Bit)的灰度图像隐藏与提取系统。图像隐藏系统由置乱模块、加密模块和嵌入模块组成。置乱模块采用基于行列置换的置乱算法,经过多次迭代处理,将原始图像变换为灰度均衡的灰度图像,迭代的次数作为密钥一。加密模块借鉴通信系统中常用的伪随机序列加密的方法,运用软件产生m序列对置乱后的图像进行加密处理。m序列的初始值作为密钥二。经过置乱、加密后的图像进入嵌入模块,采用最低位隐藏方法将数据信息嵌入到载体图像中。图像信息提取系统则由解隐藏、解密和反置乱三部分组成。     

基于LSB图像隐藏系统的设计与实现

文中运用Matlab实现了基于空域KIB（Least Significant Bit）灰度图像隐藏与提取系统。图像隐藏系统由置乱模块、加密模块和嵌入模块组成。置乱模块采用基于行列置换的置乱算法，经过多次迭代处理，将原始图像变换为灰度均衡的灰度图像，迭代的次数作为密钥一。加密模块借鉴通信系统中常用的伪随机序列加密的方法，运用软件产生m序列对置乱后的图像进行加密处理。m序列的初始值作为密钥二。经过置乱、加密后的图像进入嵌入模块，采用最低位隐藏方法将数据信息嵌入到载体图像中。图像信息提取系统则由解隐藏、解密和反置乱三部分组成。     

信息隐藏技术在密钥传输中的应用

本文给出了一种通过混沌置乱和小波变换相结合的方案，实现图像的信息隐藏传输。方案利用Arnold变换，对密钥图片进行混沌加密置乱，然后将经过小波变换的密钥图像嵌入到同样经过小波变换的载体图像中。通过网络传输，接收端确认是载体图像后，从载体图像中提取密钥图像，再运用Arnold反变换使密钥图像恢复成为原始密钥图像。     

抗隐写密钥分析的LSB隐写算法

LSB算法是一种典型的空间域信息隐藏算法,由于嵌入信息量大、算法简单而成为最常见的信息隐藏算法,也同时成为了隐写分析者很感兴趣的对象。针对隐写位置密钥的攻击,本文提出了一种改进的LSB隐写算法,先在图像各像素的LSB位嵌入噪声信息,再在密钥的控制下有选择性地在部分像素点嵌入隐藏信息。在已知载体图像或已知多幅用同一载体进行信息隐藏的载密图像的情况下,可以有效抵御针对隐写位置密钥的攻击,提高了LSB算法的安全性。同时该思想也可应用于基于DCT域等频域的隐藏算法中。     

一种基于对象关系的数字图像隐藏方法

提出了基于对象关系进行图像信息隐藏的方法。该方法利用公开图像与秘图间的对象关系,对公开图像和秘图进行对象区域划分,通过相似匹配图块的融合,可以更好地将秘图隐藏到公开图像之中。同时,对象关系信息可以作为密钥,极大地提高了隐藏信息的安全性和健壮性。实验结果表明,方法对带噪声或不规则破损图像的隐藏和恢复均具有较好的鲁棒性。     

基于迭代混合的数字图像隐藏技术

提出了数字图像的单幅迭代混合和多幅迭代混合思想．利用图像的迭代混合可以将一幅图像隐藏于另一幅图像之中，多幅迭代混合可将一幅图像通过一组图像隐藏起来，迭代混合参数还可以作为隐藏图像的密钥，极大地提高了系统的安全性和隐藏图像的健壮性，图像迭代混合思想还可以应用到数字水印的研究与应用中．实验分析显示，该方法简单易行，并且算法具有一定程度的鲁棒性．     

A path optional lossless data hiding scheme based on VQ joint neighboring coding

Data hiding is an important technique for covert communication that embeds secret data into a cover image with minimal perceptible degradation. Lossless data hiding is a special type of data hiding technique that guarantees not only the secret data but the cover media can be reconstructed without any distortion. In this paper, a novel path optional lossless data hiding scheme based on the joint neighboring coding (JNC) of the vector quantization (VQ) index table is proposed. The proposed scheme generates a VQ index table based on the cover image first. Next, according to an initial key and secret data content, different adjacent indices may be chosen to perform joint neighboring coding for each index and hide secret data. Finally, an appropriate output codestream is generated based on the minimal length principle. Our main contributions lie in three aspects: (1) the method combines the novel path_based shift method with the traditional JNC method to improve the capacity and stego image quality simultaneously. (2) The secret data extraction and cover image recovering processes are separated and both can be publicized to users. (3) The method is path optional to meet various users’ requirements. To testify the superiority of the proposed method, we compare it with the side match VQ (SMVQ)-based and modified fast correlation VQ (MFCVQ)-based algorithms. According to the experimental results, the proposed scheme outperforms the SMVQ-based and MFCVQ-based algorithms in four aspects, i.e., hiding capacity, stego image quality, transmission efficiency and security level.     

基于预测误差双重编码的大容量密文域可逆信息隐藏算法

针对目前密文域可逆信息隐藏算法嵌入容量较小的问题,提出了基于预测误差双重编码的大容量密文域可逆可分离信息隐藏算法。首先为了预留秘密信息的嵌入空间,图像拥有者利用基于预测误差的哈夫曼编码及扩展游程编码对图像进行预处理,然后加密图像;数据嵌入者在加密后的图像中嵌入秘密信息;接收者根据信息隐藏密钥可以准确无误地提取秘密信息,根据解密密钥可以无损恢复图像,两者无顺序要求。实验结果表明,预测误差双重编码的应用有效地提高了嵌入容量。     

基于改进亚仿射变换的图像信息隐藏算法

为改进仿射变换的自身安全性,提出一种基于改进亚仿射变换的图像融合信息隐藏算法。通过改进的亚仿射变换对秘密信息图像做预处理,将密钥从6个提升到8个,并结合Logistic混沌序列利用图像融合技术完成秘密信息的嵌入。实验表明,该亚仿射变换有较好的置乱效果和安全级别,而Logistic混沌序列相比于传统隐藏算法中的混合因子具有更大的密钥空间,能提高图像隐藏的安全性。     

结合块旋转和马赛克拼图的生成式伪装方法

目的 搜索式无载体信息隐藏容量低,涉及大量载体密集传输;纹理合成无载体隐藏只能生成简单质地的纹理图像;马赛克拼图信息隐藏尽管能产生有意义图像,但需修改嵌入参数。针对以上问题,提出一种结合块旋转和马赛克拼图的生成式伪装方法。方法 将灰度图像进行圆形化并添加随机转角构建马赛克,通过随机坐标决定秘密信息的隐藏位置;在隐藏位置,根据密钥和放置位置来放置代表秘密比特串的圆形图像和施加认证转角,对于非隐藏位置则放置最接近圆形图像来掩盖秘密信息;将放置过程产生的偏差通过误差扩散分散给周围未处理像素。在提取时,结合质心旋转匹配提取秘密比特并进行转角认证。结果 采用圆形图像表达秘密信息而不涉及修改式嵌入,通过马赛克拼图产生有意义含密掩体,可通过质心旋转匹配提取秘密比特并进行转角认证。对密钥严格依赖,在遭受质量因子为50~80的JPEG压缩和随机转角攻击时,秘密信息可完整恢复,在遭受强度为8%~20%的椒盐噪声攻击时,提取信息的误码率低于5%,且对秘密信息的认证成功率均在80%以上。结论 所提方法具有较好的抗攻击能力,可抵御信道攻击且具备较高的安全性。     

B样条驱动纹理生成的构造式信息隐藏

目的 传统构造式图像信息隐藏算法通常直接将图像空域特征与秘密信息关联,对算法的安全性造成威胁。因此,本文将曲线绘制函数与信息隐藏相结合,提出一种以B样条控制点为特征,在图像空域间接隐藏信息的算法。方法 算法主要分为信息隐藏及信息提取两阶段。在信息隐藏阶段,发送方首先通过选取初始控制点、仿射变换及B样条曲线绘制生成多条参考曲线,然后利用曲线控制点的位置隐藏信息,最后为图像填充颜色,即完成含密纹理图像的构造。在信息提取阶段,提取方根据纹理曲线和图像颜色获得含密曲线及参考曲线,经对照计算即可提取出秘密信息。结果 本算法具有较高的隐藏容量、鲁棒性和安全性。实验结果表明,由本文算法生成的800×800像素图像,其最高隐藏容量可达2870bits,分别是另两种典型构造式信息隐藏算法的6.7和3.4倍,且在质量因子为10的JPEG（joint photographic experts group）压缩攻击下的提取误码率可低至0,优于鲁棒较强的选择式信息隐藏算法LDA-DCT（robust coverless image steganography based on DCT and LDA topic classification）以及与之类似的构造式信息隐藏算法。同时,抗隐写分析检测实验表明,在隐藏容量小于250bits时检测误差趋近于0.5。结论 本文以B样条曲线控制点为特征,在纹理图像的绘制过程中隐藏信息,有效提高了传统构造式图像信息隐藏算法的安全性、隐藏容量和鲁棒性。     

基于风格迁移纹理合成与识别的构造式信息隐藏

传统的信息隐藏算法大都通过修改载体达到隐藏秘密信息的目的,但不可避免地会在载体数据中留下修改痕迹,故常难以抵抗隐写分析技术的检测,为此无载体信息隐藏应运而生.无载体信息隐藏并非不使用载体,而是不对载体数据进行修改.为了提高无载体信息隐藏算法的隐藏容量和鲁棒性,提出了一种基于风格迁移纹理合成与识别的构造式信息隐藏算法.该算法首先选取不同类别的自然图像和纹理图像分别建立内容图像库和纹理风格图像库,并根据内容图像库中自然图像的类别构建二进制码的映射字典;其次为了接收方能够从含密图像中提取出秘密信息,需要构建带标签的纹理图像库,并将其作为训练集输入到卷积神经网络中,通过迭代训练获得纹理图像识别模型.在秘密信息隐藏时,根据秘密信息片段选择对应类别的自然图像,并按照一定的顺序组合成含密拼接图像,随后从纹理图像库中随机选择一张纹理图像,通过风格迁移的方法将含密拼接图像转换成含密纹理图像,从而完成秘密信息隐藏过程.在信息提取过程中,通过纹理图像识别模型可准确识别出含密纹理图像原本对应的图像类别,再对照映射字典即可提取出秘密信息.实验结果表明,所提算法生成的含密纹理图像具有良好的视觉效果,秘密信息隐藏容...     

Cropping and Noise Resilient Steganography Algorithm Using Secret Image Sharing

This paper proposes an image steganography scheme, in which a secret image is hidden into a cover image using a SIS （secret image sharing） scheme. Taking advantage of the fault tolerance property of the （k, n）-threshold SIS, where using any k of n shares （k ≤ n）, the secret data can be recovered without any ambiguity. In order to increase the security of the secret information to digital attacks, the proposed steganography algorithm becomes resilient to cropping and impulsive noise contamination using SIS scheme. Among many SIS schemes proposed until now, the Lin and Chan＇s scheme is selected as the SIS, due to its lossless recovery capability of a large amount of secret data. Stego-image quality and hiding capacity depend on the prim number used in polynomial. The proposed scheme is evaluated from several points of view, such as imperceptibility of the stego-image respect to its original cover image using the PSNR, quality of the extracted secret image, robustness of hidden data to cropping operation, impulsive noise contamination and the combination of both attacks. The evaluation results show a high quality of the extracted secret image from the stego-image when it suffered more than 20% cropping and/or high density noise contamination.     

结合Kd-树和熵编码的密文图像可逆数据隐藏

目的 密文图像可逆数据隐藏技术既可以保证载体内容不被泄露,又可以传递秘密信息,在军事、医疗等方面发挥着重要的作用。然而,以往的大多数方法存在图像冗余未被充分利用、数据嵌入容量不足等问题。为解决这些问题,提出了一种结合Kd-树和熵编码的高容量密文图像可逆数据隐藏算法。方法 该方法在图像加密之前需要对图像应用中值边缘检测(median-edge detector,MED)算法计算预测误差,并把得到的预测误差绝对值图像划分为两个区域:S0区域和S1区域。根据Kd-树标签算法和熵编码生成辅助信息,在对图像使用加密密钥K_e加密之后嵌入辅助信息,生成加密图像;在秘密数据嵌入阶段,根据附加信息和数据隐藏密钥嵌入秘密数据,生成载密图像;在解密阶段可以根据附加信息、图像加密密钥和数据隐藏密钥提取秘密数据并无损恢复图像。结果 实验测试了BOWS-2(break our watermarking system 2nd)数据集,平均嵌入容量为3.910 bit/像素。与现有的几种方法进行比较,该算法可以获得更高的秘密数据嵌入容量。结论 该方法在图像加密前腾出空间,与相关算法相比,实现了更高的嵌入容量,并且可以实现原始图像的无损恢复。     

基于LZW压缩的图像信息隐藏方法

利用信息加密技术和信息隐藏技术中的相关思想,提出了一隐一密、先压缩后隐藏的优化信息隐藏技术的方法.首先采用LZW方法压缩秘密信息,并利用所设计的简单易行的信息嵌入算法进行信息隐藏,实现了利用图像进行信息压缩和隐藏的系统,取得良好的效果.     

图像混合和小波变换的双重彩色图像隐藏

传统信息隐藏方法是直接将秘密图像隐藏到载体图像中,隐藏深度不深、方法单一、容易分析,而且隐藏的信息量较小。提出了一种通过图像混合和小波变换两次隐藏将彩色秘密图像深度隐藏到彩色载体图像中的信息隐藏方法。仿真实验结果表明,该方法具有很好的隐蔽性,隐藏的信息量大,且能够有效抵抗直方图统计分析,隐藏方法复杂,分析困难。