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《北京邮电大学》 2009年
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信息隐藏理论与算法研究

叶天语  
【摘要】: 信息隐藏技术有着广泛的应用,日益受到重视。本文针对信息隐藏理论与算法进行了深入的研究,包括信息隐藏容量、水印检测、强鲁棒性水印算法、自嵌入脆弱水印算法、多功能双水印算法和可逆水印算法几个方向。 本文的主要贡献有: (1)针对被动攻击下的信息隐藏系统,本文建立一个具体的信息隐藏统计模型,从安全性、失真距离度量、信道容量三个角度全面分析该模型。信道容量问题的求解抽象成一个受到平均汉明失真距离和平均安全性约束的最优化问题,只要给定需要的参数就可以运用最优化理论得到最优解。最后求解出原始载体序列和秘密信息序列均服从均匀分布时的统计模型信道容量。 (2)量化投影(Quantized Projection,QP)技术是量化索引调制(Quantization Index Modulation,QIM)技术工作在投影域的版本,实质上是一个双边加性嵌入器。本文提出符号量化投影(Sign Quantized Projection,SQP)的概念。不同于传统QP,SQP是一个单边嵌入器。理论分析表明:SQP和QP具有相同的漏警概率和虚警概率。同时,SQP的文档水印比(Document-to-Watermark Ratio,DWR)比QP小10log10(1+γ)。 (3)打印-扫描攻击会带给数字图像许多干扰,因此抗打印-扫描攻击的数字水印算法对鲁棒性的要求非常高。目前,绝大多数鲁棒水印算法无法抵抗打印-扫描攻击。本文利用离散小波变换(Discrete Wavelet Transformation,DWT)低频逼近子带的能量聚集效应和奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的奇异值稳定性,提出一种抗打印-扫描鲁棒零水印算法。原始图像的DWT低频逼近子带进行分块SVD,通过判断两个相邻子块最大奇异值的大小关系产生零水印。实验结果表明算法能够抵抗去同步攻击和打印-扫描攻击。 (4)针对一些脆弱水印算法的篡改敏感性需要进一步改进和无法区分图像恶意篡改类型这些不足之处,本文提出一种基于SVD和混沌映射的自嵌入脆弱认证水印算法,将混沌映射的初值敏感性应用到图像篡改检测,并且实现区分图像恶意篡改类型功能。对图像子块进行SVD,同时利用Logistic混沌映射产生认证水印;然后利用Logistic混沌映射设计了一个子块与子块之间的映射函数,将认证水印序列嵌入在相应映射块的最低有效位(Least Significant Bit,LSB)上。实验结果表明:算法不仅对篡改非常敏感,而且能够有效地抵抗拼贴攻击和区分篡改图像内容与篡改水印。 (5)针对单水印算法往往存在功能单一的问题,本文利用奇异值的稳定性,提出一种多功能双水印算法。先在图像分块的奇异值上嵌入鲁棒水印,然后在含鲁棒水印图像的空域LSB嵌入脆弱水印,并设计了判别恶意篡改和无意篡改的准则。实验不仅考察鲁棒水印抵抗攻击的鲁棒性,而且还考察脆弱水印对鲁棒性的影响和篡改检测与定位的能力。实验结果表明:鲁棒水印具备很强的抗攻击鲁棒性;脆弱水印对篡改敏感,而且篡改定位精确。因此算法具备版权保护和内容认证双重功能。 (6)不同于传统的失真补偿量化索引调制(Distortion-Compensated Quantization Index Modulation,DC_QIM),本文提出了动态DC_QIM的概念。两者的区别在于量化步长和DC参数是否可变。首先推导出动态DC QIM可逆性的成立条件,然后推导出动态DC参数的可允许范围,最后利用可逆性设计一个具体的可逆水印算法。在只执行一遍时,它的数据隐藏率高达1比特每像素,高于其他可逆水印算法。另外,算法的动态特性有利于防止参数泄露。实验结果表明:不管初始条件如何,该算法既能正确解码出秘密信息,又能准确复原原始载体。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP309.7

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李欣;信息隐藏模型和若干问题研究[D];北京邮电大学;2012年
2 安玲玲;数字图像无损信息隐藏方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 李用江;数字图像置乱算法的研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 马媛媛;基于变换域的数字图像水印算法的研究及应用[D];山东师范大学;2012年
2 陈令羽;数字高程模型信息伪装技术研究[D];解放军信息工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛云露;年桂君;王树勋;;基于Walsh编码调制的抗打印扫描数字水印算法[J];东南大学学报(自然科学版);2007年S1期
2 刘瑞祯,谭铁牛;基于奇异值分解的数字图像水印方法[J];电子学报;2001年02期
3 温泉,孙锬锋,王树勋;零水印的概念与应用[J];电子学报;2003年02期
4 张鸿宾,杨成;图像的自嵌入及窜改的检测和恢复算法[J];电子学报;2004年02期
5 牛少彰,钮心忻,杨义先,胡文庆;半色调图像中数据隐藏算法[J];电子学报;2004年07期
6 郭艳卿;何德全;尤新刚;孔祥维;王波;;基于整体性的隐密分析特征提取和融合方法研究[J];电子学报;2006年S1期
7 张宪海;杨永田;;基于脆弱水印的图像认证算法研究[J];电子学报;2007年01期
8 许文丽;李磊;王育民;;抗噪声、几何失真和JPEG压缩攻击的鲁棒数字水印方案[J];电子与信息学报;2008年04期
9 袁大洋;肖俊;王颖;;数字图像水印算法抗几何攻击鲁棒性研究[J];电子与信息学报;2008年05期
10 李雷达;郭宝龙;表金峰;;基于奇偶量化的空域抗几何攻击图像水印算法[J];电子与信息学报;2009年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨兴江;数字水印技术研究综述[J];阿坝师范高等专科学校学报;2004年04期
2 张硕;蔡如华;蒋英春;;基于混沌调制的图像双置乱算法[J];合肥师范学院学报;2009年03期
3 罗强;刘新;;DCT域基于对角占优阵的安防数字图像水印算法[J];安防科技;2008年04期
4 姜婷;何鲲;;基于小波变换和置乱技术的自适应二值水印新算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
5 郑江云;;基于信噪比的完全自适应灰度图像水印算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
6 张美玲,谢元旦,栾丽华,刘俊清;基于小波变换的鲁棒型数字图像水印算法[J];鞍山科技大学学报;2004年05期
7 刘鹏;魏娟;;一种SVD与LS相结合的变换域水印[J];安阳师范学院学报;2009年05期
8 尚存;高春庚;;基于Arnold变换和DCT变换的数字水印算法[J];安阳工学院学报;2011年02期
9 代少升;潘露;;基于奇异值分解与安全Hash函数的图像认证方法[J];半导体光电;2010年02期
10 熊昌镇,邹建成;K进制面包师变换及其在数字图像加密中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘磊;钟诚;刘峻;梁韵;黄肇明;;计算机模拟病例系统安全保护机制研究与实现[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
2 胡蓉;钱斌;张云生;;一种基于SVD和PCA的数字图像水印算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 马丁;;一种改进Arnold变换的数字图像加密算法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
4 倪蓉蓉;阮秋琦;;一种新的数字水印算法的研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
5 唐向宏;杨联杰;黄雄军;;基于奇异值分解与KL变换的数字水印算法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
6 牛少彰;舒南飞;;基于DCT域的数字图像双水印算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
7 蒙应杰;司蕾;是垚;;基于矢量图形的中文文本零水印算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
8 徐长勇;平西建;刘翠卿;;利用纠错码的JPEG图像压缩域隐写算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 刘绍辉;龚龙;姚鸿勋;;基于多维梯度能量的空域隐写分析[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
10 王舰;汤光明;;基于SVM的图像隐写检测分析[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙建国;基于内容特征的二维矢量地图数字水印技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 陈大庆;光学信息处理技术在鲁棒数字水印中的应用研究[D];苏州大学;2010年
3 夏嵬;抗几何攻击的鲁棒数字图像水印算法研究[D];华中科技大学;2010年
4 朱少敏;多媒体数字水印若干关键算法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
5 曾宪庭;基于图像的无损信息隐藏技术研究[D];浙江大学;2010年
6 李卓;图像信息隐藏与隐写分析算法的研究[D];浙江大学;2010年
7 罗向阳;数字图像隐写检测关键问题研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 王磊;图像恢复中的关键技术研究[D];山东大学;2010年
9 陈海鹏;数字图像真伪鉴别技术研究[D];吉林大学;2011年
10 王丽云;抗几何攻击的视频水印算法研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 晁玉海;基于二维条码的水印技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 辛涛;基于混合神经网络的视频序列压缩与加密算法研究[D];大连理工大学;2010年
3 刘凡;基于空域相关性特征的LSB匹配隐写分析[D];大连理工大学;2010年
4 栾若星;可视二维条码的设计和编码方法研究[D];辽宁师范大学;2010年
5 兰世爽;基于SIFT特征点的抗几何攻击数字水印研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 肖迎杰;基于局部特征点的抗几何攻击数字水印技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 苗锡奎;基于混合域及分形理论的抗几何攻击数字水印算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 袁岁维;数字图像加密与加密算法性能评价研究[D];西安邮电学院;2010年
9 欧阳菲菲;基于神经网络后处理的数字水印算法[D];苏州大学;2010年
10 魏雯;基于小波变换和HVS的彩色图像水印算法研究[D];苏州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
2 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
3 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于生命游戏的数字图像置乱与数字水印技术[J];北方工业大学学报;2000年01期
4 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
5 丁玮,闫伟齐,齐东旭;数字图像水印的Cox方法和Pitas方法综述[J];北方工业大学学报;2000年03期
6 邹建成,唐旭晖,李国富;数字图像的仿射模变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年03期
7 李国富;基于正交拉丁方的数字图像置乱方法[J];北方工业大学学报;2001年01期
8 黄煜森,齐东旭;基于Shamir(t,n)门限方案的数字图象信息分存[J];北方工业大学学报;2003年01期
9 吴发恩,邹建成;数字图像二维Arnold变换周期的一组必要条件[J];北方交通大学学报;2001年06期
10 张鸿宾,杨成;基于JPEG压缩不变量和半脆弱水印的图像认证[J];北京工业大学学报;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭承青;抗打印扫描数字水印技术及其应用研究[D];北京邮电大学;2011年
2 宋辉;隐密安全性机理研究[D];大连理工大学;2011年
3 杜江;信息隐藏与数字水印技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
4 王卫卫;小波与提升及其在图像数字水印中的算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
5 张彤;信息隐藏与阈下信道技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
6 伯晓晨;图象信息隐藏的理论模型与若干关键技术的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 董庆宽;阈下信道技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
8 张新鹏;信息隐藏安全性研究[D];上海大学;2004年
9 朱桂斌;数字图像信息隐藏的理论与算法研究[D];重庆大学;2004年
10 郭云彪;信息隐藏的安全性研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 吴运兵;分形理论在计算机图形设计中的研究与应用[D];西安科技大学;2004年
2 邢赛鹏;一种基于图象色度冗余的信息伪装算法[D];解放军信息工程大学;2006年
3 陈彦良;信息隐藏若干算法的研究与应用[D];西北大学;2007年
4 王志祥;基于小波变换的三维地形数据压缩方法研究[D];南京理工大学;2007年
5 薛飞;抗DA/AD攻击的音频数字水印算法研究[D];黑龙江大学;2008年
6 王毅东;基于混沌的数字水印研究与应用[D];山东大学;2009年
7 娄振华;信息隐藏的安全性研究[D];解放军信息工程大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫伟齐,邹建成,齐东旭;一种基于DES的数字图像置乱新方法[J];北方工业大学学报;2002年01期
2 黄继武,YunQ.SHI,程卫东;DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J];电子学报;2000年04期
3 牛夏牧,陆哲明,孙圣和;基于多分辨率分解的数字水印技术[J];电子学报;2000年08期
4 刘瑞祯,谭铁牛;基于奇异值分解的数字图像水印方法[J];电子学报;2001年02期
5 温泉,孙锬锋,王树勋;零水印的概念与应用[J];电子学报;2003年02期
6 康显桂,黄继武,林彦,杨群生;抗仿射变换的扩频图像水印算法[J];电子学报;2004年01期
7 张小华,孟红云,刘芳,焦李成;一类有效的脆弱型数字水印技术[J];电子学报;2004年01期
8 张静,张春田;用于JPEG2000图像认证的半脆弱性数字水印算法[J];电子学报;2004年01期
9 丁科,何晨,王宏霞;一种定位精确的混沌脆弱数字水印技术[J];电子学报;2004年06期
10 牛少彰,钮心忻,杨义先,胡文庆;半色调图像中数据隐藏算法[J];电子学报;2004年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈萌;;数字水印技术及应用[J];国外电子测量技术;2006年03期
2 刘世栋,杨林,王建新;信息隐藏原理及数字水印技术的若干问题和趋势[J];计算机工程与应用;2003年12期
3 姜楠,赵庆祯;数字水印在信息隐藏中的应用[J];计算机应用与软件;2002年07期
4 李娜,王洪君,李士锋;频域数字水印研究[J];信息技术与信息化;2005年03期
5 程玲;图像掩膜技术的存储[J];昌吉学院学报;2005年03期
6 李莹;王哲;;数字水印技术研究[J];福建电脑;2007年04期
7 王剑;;信息安全中的信息隐藏技术研究[J];科技情报开发与经济;2007年25期
8 刘泽平;龙俊波;;数字水印的算法与应用[J];软件导刊;2008年07期
9 瞿白;;数字水印技术研究[J];考试周刊;2009年28期
10 郑淑丽;胡东辉;侯整风;朱晓玲;;信息安全专业“信息隐藏”课程的教学研究[J];计算机教育;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘芳;韩英;冯雁;;基于MATLAB的信息隐藏实验设计[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集(下册)[C];2010年
2 张春田;;信息隐藏与数字水印[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 童莉;平西建;;基于二维置乱的大容量信息隐藏算法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
4 杜江;喻建平;谢维信;徐来;;信息隐藏的理论容量测度研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
5 傅晓彤;肖国镇;;一种新的信息隐匿方案研究[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
6 田震;张晓娟;彭认灿;;数字水印技术及其军事应用[A];地图学与GIS学术讨论会论文集[C];2002年
7 林代茂;王育民;孙星明;;前言[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
8 贺欣;梁艳;牛夏牧;;基于浊音特性的语音压缩域隐写分析[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 费文斌;唐向宏;张宁;王丽娜;;一种基于多音字的中文文本篡改检测水印算法[A];浙江省电子学会2011学术年会论文集[C];2011年
10 谭薇;陈砚圃;刘梧林;张卫东;;一种基于听觉感知特性的相位编码信息隐藏方法[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 安卫平 张学辉 孙宪立;智慧大较量:信息隐藏[N];解放军报;2001年
2 陈乘风 袁渊;信息隐藏术发展引人注目[N];解放军报;2004年
3 信息工程大学测绘学院 闵连权;把信息隐藏在各个角落[N];计算机世界;2005年
4 姜韧;深入挖掘公开信息隐藏的成长价值[N];上海证券报;2006年
5 史小敏 史志勇;透视信息伪装[N];解放军报;2004年
6 ;再上新台阶[N];计算机世界;2002年
7 北京大学计算机科学技术 研究所 朱新山;数字版权的最后一道防线—数字水印[N];计算机世界;2005年
8 ;企业的新型防御手段[N];网络世界;2006年
9 ;全面安全 绿色服务[N];通信产业报;2005年
10 吴悦;他们曾经拥有同样的梦想[N];中国经营报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 叶天语;信息隐藏理论与算法研究[D];北京邮电大学;2009年
2 陈博;多媒体数据中多重信息隐藏方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 刘翠卿;纠错码信息隐藏的理论与应用研究[D];解放军信息工程大学;2007年
4 李欣;信息隐藏模型和若干问题研究[D];北京邮电大学;2012年
5 凌洁;基于视觉特性的信息隐藏算法研究[D];山东大学;2011年
6 孟朋;自然语言信息隐藏与检测研究[D];中国科学技术大学;2012年
7 蒋斌;文本载体信息隐藏及相关技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年
8 张新鹏;信息隐藏安全性研究[D];上海大学;2004年
9 安玲玲;数字图像无损信息隐藏方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 宣曼;H.264/AVC视频完整性认证关键技术研究[D];合肥工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 辛友强;文本数字水印在版权保护中的应用研究[D];西安电子科技大学;2008年
2 范伟;图像信息隐藏中的数字水印技术研究[D];重庆大学;2010年
3 龙志祎;小波分解在信息隐藏应用中的研究[D];天津工业大学;2003年
4 刘利;基于图像的信息隐藏和检测技术[D];西北工业大学;2002年
5 张瑾玉;信息隐藏与数字音频水印[D];四川大学;2004年
6 梁韬;基于数字图像的信息隐藏算法研究[D];广西师范大学;2010年
7 王勇;基于RTP/RTCP协议的信息隐藏研究与实现[D];中国地质大学;2010年
8 彭静玉;基于小波变换的语音隐藏方法研究[D];苏州大学;2004年
9 罗国祺;含有脆弱水印的无损信息隐藏研究[D];大连理工大学;2005年
10 高华强;关于信息隐藏与隐信道技术的应用研究[D];山东大学;2010年
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