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《大连理工大学》 2003年
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信息安全中的信息隐藏理论和方法研究

孔祥维  
【摘要】: 数字信息使我们的社会和日常生活发生了深刻的革命性变化,数字媒体和互联网的普及在给我们带来创新机遇的同时也提出了许多挑战性的问题。数字媒体的版权保护、信息内容监控、数字安全通信等问题促使信息安全发展新的概念,具有伪装特点的信息隐藏应运而生,并成为隐蔽通信和数字媒体保护的有效手段,迅速成为国际上的研究热点。 本论文主要对信息安全中的新方向——信息隐藏在数字媒体保护和隐蔽通信方面的理论和方法进行了研究,旨在解决信息隐藏应用于数字产品发布过程中的版权保护、秘密信息隐蔽传输的理论和方法问题。主要研究内容包括数字产品版权保护系统,鲁棒数字水印方法,信息隐藏性能评价和对掩密系统安全性攻击的掩密分析四个方面。 在数字产品的版权保护系统方面。本文通过研究数字作品的网络销售渠道和权益关系,分析了管理、版权机构、监管等知识产权部门的作用,设计了基于数字水印技术的数字产品版权保护系统模型。 在数字水印系统部分,本文提出了基于局部区域统计量的鲁棒数字水印的嵌入模型和基于最小错误率的水印检测模型,并进行了理论推导。依据此模型提出了针对打印扫描图像的盲水印系统和方法以及基于对象的盲水印方法。实验结果表明所提方法检测无需原始图像,对多种攻击具有鲁棒性的特点。 在信息隐藏的性能评价方面,研究了常用的峰值信噪比,加权峰值信噪比等前人提出的感知性能评价准则,指出针对信息隐藏的性能评价不能单纯从视觉特性出发,提出从信息隐藏的数据特性和感知特性出发,结合局部特性来考察失真误差的变化的思想,并据此提出基于局部区域误差统计分布和视觉掩模方法评价信息隐藏性能的方法。实验结果表明所提方法可以从数据失真和感知失真两方面对信息隐藏进行性能评价,而且结合了嵌入容量、安全性与人眼视觉特性等多种因素。 从信息对抗的攻击角度研究了信息隐藏的安全性问题。在深入分析目前的掩密术原理基础上,提出了掩密术的安全统计攻击模型和有针对性的掩密分析方法,并设计了一个统计滤波器和图像复杂度的掩密分析方法。实验结果表明所提模型和方法对于替换原理的空域掩密术可以有效地揭示隐藏信息的存在。
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