1、信息隐藏技术合肥工业大学计算机与信息学院 郑淑丽空域隐写1.如何将文本隐藏到图像（灰度/彩色）中？2.如何将图像隐藏到图像中？0 1 1 0 0 0 1 0 0？255 253 254253 255 253252 255 25411111111 11111101 1111111011111101 11111111 1111110111111100 11111111 11111110LSB(Least Significant Bits)?o 秘密信息序列为 0 1 1 0 0 0 1 0 0，替换过程11111110 11111101 1111111111111100 11111110 1111
2、110011111101 11111110 1111111011111111 11111101 1111111011111101 11111111 1111110111111100 11111111 11111110o LSB算法n 选取像素点的最不重要位，替换成秘密信息For i=1,.L(m)doLSB(Cji)mi注：L(m)为秘密信息的长度(二进制)如何选择CjiSC文本文件转换为二进制序列f_id=fopen(file,r);msg,len=fread(f_id,ubit1)len=1168F=S-C12Key11 0010011 01001110011101 10000100 11
3、1 1 00 0100000111010101011 0010011 01001110011101 10000100 111 1 00 0100000111010101011 0010011 01001110011101 10000100 111 1 00 01000001110101010Fridrich,J.Goljan,M.,Lisonek,P.and Soukal,D.,“Writing on Wet Paper,”IEEE Transactions on Signal Processing,vol.53,no.10,pp.3923-3935,2005.13o 生成伪随机数 rand(
4、seed,2000)rand(M,N)LSBo 嵌入位置的选择15o 生成伪随机数 rand(seed,2000)rand(M,N)rand(seed,key);a=rand(1,count);r=1;c=1;for i=2:countif a(i)=0.5c=c+interval1;Elsec=c+interval2;end if cn r=r+1;c=mod(c,n);.endendF=S-Co 嵌入量与嵌入率：MLSBo 嵌入量与嵌入率：2LSB20o 如何在RGB图像中隐藏信息LSB？n 提取一层，嵌入信息，再合层 R=image(:,:,1);Secret_R=LSB(R);Secr
5、et_image(:,:,1)=Secret_R;图像信息伪装o 隐秘信息和载体都是图像o 实验n woman.bmp，去掉低4bitn lenna.bmp，去掉低4bito 直接4bit替换法n 用秘密图像像素值的高4bit替换载体图像的像素值的低4bit（载体图像的大小=秘密图像的大小）o 实验二n 秘密图像：woman.bmp(256*256)，为灰度图像n 载体图像：lenna.bmp(256*256)，为RGB图像课后o 熟悉Matlabo 实现彩色图像(RGB)的分层、指定层加强及合层n 二值图像(黑白图像)n 灰度图像n 索引图像(调色板图像)n RGB图像26o 索引图像n 实
6、际彩色图像的颜色数目索引图像data,map=rgb2ind(rgbimage,0.1)色彩丢失，图像效果变差o S-toolsn最早开发出来的，针对索引图像的调色板进行信息隐藏的软件http:/ Neil F.Johnson 1998年2月发表在IEEE Computer的文章“Exploring Steganography:Seeing the Unseen”31o S-tools如何修改调色板？n在不影响图像质量的前提下,减少调色板的颜色（256-32）n将秘密信息嵌入到调色板的R、G、B三个颜色值的LSB，每一行可嵌入3位n 图像的原始调色板被S-Tools修改的非常不自然o 缺点n
7、Johnson与Jajodia在1998年的第二届IHW会议论文中指出：由于载体图像的调色板经过S-Tool降为32色，新产生的颜色与原来颜色的差异非常小，因此嵌入秘密信息的隐蔽载体图像，对其调色板色彩做亮度排序，其调色板的色彩会形成32个群集，这是一般自然图像所没有的特征。33隐蔽载体图像调色板排序-32个群集原始图像及其调色板o EzStegon 针对GIF图像格式，Java编写n http:/ 修改调色板图像的数据矩阵o 嵌入1.复制一份调色板，根据颜色的亮度对调色板进行排序，减少相邻颜色的差异2.找出欲嵌入信息的像素索引值在新调色板中的索引值3.取出1bit的秘密信息，将其嵌入到新索引
8、值的LSB4.取出嵌入信息后索引值对应颜色的RGB值rgb5.找出rgb值在原始调色板中的索引值S6.将步骤3的索引值改成S原调色板排序后索引值排序后调色板LSB隐藏o 思考：n EZStego：如何提取秘密信息？EzStegoo 改进A New Steganographic Method for Palette ImagesJessica Fridrich，IS&T PICS,Savannah,Georgia,April 25-28,1999,pp.285-289.颜色相近的两个色彩值颜色相近的两个色彩值,亮度是相近的；亮度是相近的；亮度相近的两个颜色亮度相近的两个颜色,颜色却不一定相近；颜
9、色却不一定相近；o 二值图像：如何隐藏秘密信息？011100001Io 利用图像区域中黑白像素的比例嵌入秘密信息（Zhao&Koch）n 利用行程程编码嵌入秘密信息n 利用黑白像素点总数的奇偶嵌入秘密信息(Zhao&Koch)o 将一个二值图像分成n个矩形图像区域Bio 修改像素值43o 具体实现n 两个阈值，R150%,R050%n 健壮参数传输过程可能被改变的像素百分比44o 行程编码(RLE)n 二値图像中，连续像素具有同种颜色的概率很高二値图像中，连续像素具有同种颜色的概率很高4647附：秘密信息的预处理o 加密o 图像置乱 原图 置乱后的图像49o 置乱方法n Arnold置乱n 幻
10、方变换n Hash置乱n Hilbert曲线变换n.o Arnold置乱o 周期性：对图像反复进行Arnold变换，迭代到一定步数时，必然会恢复原图11mod,0,1,112xxNx yNyy51o 幻方变换密钥控制：加密密钥e，解密密钥d，分别表示对图像进行幻方置换的次数 edn2 55o 实验n采用11阶标准幻方进行图像变换57课后(1)o 熟悉Matlabo 编程实现1.采用LSB方法，将文本文件隐藏到BMP图像(灰度、彩色)中2.采用LSB方法，将二值图像隐藏到BMP图像(灰度、彩色)中3.图像伪装：将一幅彩色图像隐藏到另一幅彩色图像中(图像置乱)课后(2)o 熟悉S-Tool软件，验
11、证由S-Tools隐藏信息后隐蔽图像，其调色板是否存在32个群集的特性。o 思考：根据信息安全中的Kerchhoffs原则，算法的安全性依赖于密钥，结合这一思想考虑有哪些方法可以增加空域隐写算法的安全性附：文件格式隐写o 数字图像的文件格式n 存储图像采用的文件格式n 不同的操作系统、不同的图像处理系统，所支持的图像格式都有可能不同。n 在实际应用中常用到以下几种图像格式。BMP、GIF、TIFF、PCX、JPEG、PSD、PCD、PNG60BMP格式秘密信息嵌入文件末尾:DataStash、Cloak等掩密软件 比较比较隐藏前隐藏前隐藏后隐藏后外观外观(无变化无变化)文件大小文件大小263,222字节字节483,382字节字节文件头文件头文件长度为文件长度为0X40436文件长度为文件长度为0X76036文件尾文件尾图像数据后文件结束图像数据后文件结束图像数据后增加图像数据后增加Office文文档数据档数据思考：o 如何在HTML文件中隐藏信息？
