信息隐藏与数字水印matlab实现(DOC)

网络与信息安全主题研究标题信息隐藏和数字水印原理及MATLAB实现姓氏XXX医院信息技术学院年级专业XX级班地图教师XXX2015年6月15日列表第一章摘要1第二章信息隐藏原理22.1信息隐藏技术的特点22.1.1不可感性22.1.2坚固型22.1.3隐藏容量32.2数字水印的特征42.2.1安全性：42.2.2隐蔽：42.2.3坚固型：42.2.4水印容量：42.3数字水印的基本原理5第三章数字水印63.1matlab实施方案63.2水印前图73.3插入文件后，请参见图83.4 RSA MATLAB实施第四章结论10参考资料11特别审计 1216-16-信息隐藏和数字水印原理及MATLAB实现关键词水印技术隐藏嵌入内容摘要随着计算机应用程序的日益广泛和网络技术的迅速发展，图形、音频、视频等多媒体信息可以数字形式传输、读取和播放，从而实现大规模的未授权拷贝，这将阻碍音乐、电影、书籍和软件等出版业的健康发展。引发了信息隐藏，这是保护知识产权的非常有意义的研究方向。第一章摘要本文首先介绍数字水印技术的原理和分类信息隐藏是利用媒体信息无处不在的重复特性对其他媒体信息隐藏秘密信息。其首要目标不是根据隐藏的信息，然后降低媒体对象的质量，使其尽可能小，使隐藏的数据不被察觉，或存在，但未授权用户不知道其位置，并不像现有的加密文件一样，被看作是引起非法拦截机密数据解密动机的粗暴代码堆，而是与其他非机密常规数据无异，因此很可能避免非法拦截的解密。生物学上的保护色这样的道理，巧妙地把自己伪装到环境中，保护自己免受天敌发现的攻击。古希腊历史家希罗多德(Herodotus，486-425)在他的着作中说，一个名叫Histaieus的人跟他的朋友合作，密谋推翻波斯人的统治。他找了一个忠实的奴隶，剃了头，在头皮上刺了消息，等头的正义长大了，就派这个人去“信”，最后叛乱成功了。第三章信息隐藏的原理2.1信息隐藏技术的特点2.1.1不可感性信息隐藏技术利用源数据的自相关性和统计冗余特性，在不影响源矢量主观质量的情况下，将秘密信息嵌入观察者不易察觉的数字载体中。如果向量是影像，则变更不应显示在人类的视觉系统中。如果载体是声音，人类的听觉系统就无法修改。在不改变原始数字载体主观质量的情况下，不改变其统计规律的秘密信息是否存在，也要使用统计检查工具检查秘密载体文件中是否存在秘密信息，这是非常困难的。2.1.2坚固健壮性反映了信息隐藏技术的抗干扰能力。也就是说，在隐藏信息后，即使数字媒体在交付过程中经过多次无意或预定的信号处理，您也可以在错误率低的情况下恢复秘密信息，保持原始信息的完整性和可靠性，并将其称为自我修复或错误纠正性隐藏信息的处理通常包括计数/模式、模式/计数转换。重采样、重量化和低通滤波器；剪切、位移；转换编码、矢量量化等有损压缩编码：音频信号的低频放大等。2.1.3隐藏容量在秘密通信中应用信息隐藏技术的情况下，为了提高通信效率，往往希望每个数字载波文件可以携带更多的秘密数据。隐藏容量是反映这种能力的一个指标，表示在隐藏秘密数据后仍然无法识别的前提下，数字载体中隐藏秘密信息的最大比特数。随着数字隐身技术的发展，对特定应用领域的技术能力更高，也提出了具体要求。在一般的信息隐藏方式中，这些特性相互冲突，相互矛盾。例如，有容量大，但健壮性低的方法。有些方法很坚固，但不能识别的方法很差。坚固性下降，但运算量小的方法也有。根据实际要求，应通过对各种性能的选择和选择，找到最合适的信息隐藏方法。信息隐藏算法主要有空间域算法和转换域算法。最常见的空间域信息隐藏算法是LSB算法。LFTurnet和RGVan使用LSB算法在音频和数字图像中隐藏信息。Bender建议一种隐藏算法，用于修改调色板统计信息以包括秘密数据库。Patchwork方法使用任意技术选择多个像素对，调整每对像素的亮度和对比度以隐藏信息，并防止这些调整影响图像的整体外观。丁伟提出了一种利用数字图像透明叠加的基于融合的数字图像信息隐藏算法。另外，根据七巧板的游戏原理，提出了隐藏数字图像的党ram算法，Marvel将数字图像看作木星，提出了空间区域的扩频数据隐藏方法。Lippman提出了一种使用信号的色度来隐藏国家电视委员会色度通道中的信息的方法。Liaw和Chen提出了将秘密图像嵌入载波图像的灰度值替换方法，为了适合灰度值替换，Wu和Tsai提出了使用图像差异的改进方法。Wu和Tsai还提出了基于人类视觉模型在数字图像中嵌入某种数据的数据隐藏方法；Tseng和Pan提出了安全的大容量数据隐藏算法。Provos通过随机嵌入和纠错编码方法提高了信息隐藏的性能，Solanki等公司从信息论的角度通过量化嵌入信息的方法引入了视觉标准，提出了高容量信息隐藏算法。在转换域算法中，正交变换的形式可以是离散傅立叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT)和小波变换(Wavelet)。转换域算法利用人眼对不同空间频率的敏感度，因此在适当的位置包含信息更加牢固，无法识别。由于容量也很高，转换域隐藏算法比空间域算法复杂。代表性的转换域算法是Cox在1995年提出的扩频算法。AndreasWestfel和pitals分别模拟图像的水平或垂直移动，提出了将秘密数据嵌入图像的DCT系统的数据隐藏算法，pital提出了pitsas算法的改进算法，克服了该算法中包含的数据量小的缺点。丁伟成功地修改了该算法，在小波域进行了运算，并通过置乱技术改进了Pitas算法的随机数策略，消除了误判的可能性。2.2数字水印的特征2.2.1安全性：数字水印中的信息安全，难以篡改或伪造，同时错误检测率低，如果原始内容发生变化，则数字水印必须发生变化，才能检测原始数据的变化。当然，数字水印对重复添加也有很强的抵抗力2.2.2隐藏：数字水印不可识别，不应影响受保护数据的正常使用。质量不会下降；2.2.3坚固性：这意味着在经过各种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍然保持某些完整性并得到准确确认。可能的信号处理过程包括通道噪声、过滤、数/模式和模式/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化和有损压缩编码。数字水印脆弱的水印主要用于保护完整性，它将不可见信息嵌入到内容数据中。内容更改时，水印信息会相应地更改，以确定原始数据是否已被篡改。2.2.4水印容量：表示载体可以不变形地包含的水印的信息量。嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容创建者或所有者的徽标信息或购买者的序列号，以帮助解决版权争议和保护数字产权合法所有者的利益。特别是隐秘通信领域的特殊性，水印的容量需求很大。2.3数字水印的基本原理目的是将特定信息添加到需要保护的媒体信息中，加入的信息通常是可以表示媒体信息版权的内容，例如公司徽标、媒体作者、特定代码等，并确保数字水印不会轻易破碎或修改，在提取或检测数字水印的同时可以抵抗特定攻击。数字水印的具体内容、算法、提取或检测过程根据实际应用的不同，要求也有所不同。数字水印的嵌入和提取过程如图1、图2所示。关于水印钥匙载波图片水印图像加密算法图1数字水印嵌入过程水印图像钥匙关于水印解密算法图2数字水印提取过程图1是数字水印的嵌入过程，添加密钥可以提高数字水印的隐蔽性、攻击性，并且不是必需的。根据用途的不同，需要还原的水印也有需要数字水印提取算法的水印是否存在的水印，图2需要根据特定水印算法插入或提取过程可能不同的数字水印检测算法。第四章基于Matlab的数字水印算法3.1matlab实施方案ClearClcM=512%原始图像长度N=64%水印图像长度K=8；I=zeros(M，M)；J=zeros(N，N)；BLOCK=zeros(K，K)；%显示原始图像子打印(2，3，1)。I=im read(c : document and settings administrator desktop image . jpg，jpg)；IMS how(I)；Title(原始公开图像)；%显示水印图像子打印(2，3，2)。j=im read(c : document and settings administrator desktop 水印)。jpg、jpg)；IMS how(J)；Title(水印图像)；包含%水印的forp=1:Nforq=1:Nx=(p-1)* K 1；y=(q-1)* K 1；BLOCK=I(x:x K-1，y :y K-1)；BLOCK=DC T2(BLOCK)；IfJ(p，q)=0a=-1；elsea=1；EndBLOCK(1，1)=BLOCK(1，1)*(1 a* 0.03)；BLOCK=IDC T2(BLOCK)；I(x 3360 x K-1，y :y K-1)=BLOCK；EndEnd%显示包含水印的图像subplot(2，3，3)。IMS how(I)；Title(插入水印后的图像)；Im write (I，c : document and settings administrator desktop image . jpg，jpg)；从包含%水印的图像中提取水印I=im read(c : document and settings administrator desktop image . jpg，jpg)；j=im read(c : document and settings administrator desktop 水印)。jpg、jpg)；J=im noise (j，高斯，0，0.01)；Subplot(2，3，4)；Imshow(J，)；Title(添加高斯噪波)；I=im read(c : document and settings administrator desktop image . jpg，jpg)；j=im read(c : document and settings administrator desktop 水印)。jpg、jpg)；J=im noise (j，高斯，0，0.01)；Subplot(2，3，4)；Imshow(J，)；Title(添加高斯噪波)；forp=1: nfo rq=1: NX=(p-1)* k 1；y=(q-1)* K 1；Block1=I (x3360 x k-1，y :y k-1)；Block2=j (x3360 x k-1，y :y k-1)；block 1=DC T2(block 1)；block 2=DC T2(block 2)；A=BLOCK2(1，1)/BLOCK1(1，1)-1；Ifa0W(p，q)=0；ElseW(p，q)=1；Endendend%显示提取的水印subplot(2，3，5)。IMS how(W)；Title(从具有水印的图像中提取的水印)3；3.2水印前的图片包含的文件3.3插入文件后的图片3.4 RSA MATLAB实施1.模式n逆函数Function d=monitor (u，n)n1=n；N2=u；B1=0；B2=1；Fori=0:1000q=floor(n1/N2)；r=n1-q * N2；I=I 1；Ifr=0N1=n2N2=r；T=b2B2=b1 q * b2B1=t；ElseBreakEndendifn2=1Warning(请求的模型不存在)；Endifn2=1If0=mod(i，2)B2=-B2；ElseB2=b2EndD=mod(b2，n)；% returnEnd求模n的大量幂乘法函数functiondahuchenmi=dahuchenmi(x，r，n)；a=x；b=r；c=1；Fori=1:1000ifb=0=0dahuchenmi=c；EndIfmod(b，2)=0b=B- 1；C=mod(c*a，n)；Elseb=b/2；A=mod(a*a，n)；EndEnddahuchenmi=c；3.主函数clcclearFid=input(“输入要加密的纯文本：”，“s”)；f=ABS(FID)；P=input(输入第一个大小数：)；Q=input(输