抗統(tǒng)計(jì)分析的圖像密寫(xiě)技術(shù)研究.pdf

1、密寫(xiě)是一種隱蔽通信手段，在軍事、情報(bào)、國(guó)家安全方面具有重要的意義。對(duì)密寫(xiě)的基本要求是要有極高的安全性和足夠的信息嵌入量，其中安全性是其核心，安全性主要包括視覺(jué)隱蔽性和統(tǒng)計(jì)隱蔽性。由于當(dāng)前針對(duì)密寫(xiě)的主要對(duì)抗措施是密寫(xiě)分析，即利用統(tǒng)計(jì)分析手段發(fā)現(xiàn)含密數(shù)字媒體的統(tǒng)計(jì)異常性，從而揭示其中隱蔽信息的存在性，因此統(tǒng)計(jì)隱蔽性是安全密寫(xiě)的主要考慮因素。基于LSB的圖像密寫(xiě)方法簡(jiǎn)單，嵌入量較大；而基于人眼視覺(jué)特性的圖像密寫(xiě)算法具有很好的視覺(jué)隱蔽性和較大的

2、嵌入量，因此兩者都得到了廣泛的應(yīng)用，但現(xiàn)在針對(duì)它們已出現(xiàn)了多種有效的密寫(xiě)分析方法。為提高密寫(xiě)的安全性，本文在研究相應(yīng)密寫(xiě)分析方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)密寫(xiě)算法中存在的統(tǒng)計(jì)異常，提出了能有效的抗統(tǒng)計(jì)分析、安全性能更好的密寫(xiě)算法，取得了以下主要成果： (1)針對(duì)位平面復(fù)雜度分割(BPCS)密寫(xiě)中存在的安全漏洞，即密寫(xiě)圖像的位面小塊復(fù)雜度直方圖中存在的兩個(gè)明顯的不連續(xù)點(diǎn)暴露了秘密信息的存在，本文提出了一種改進(jìn)算法，即通過(guò)在不同位平面設(shè)置不同

3、的復(fù)雜度閾值，同時(shí)構(gòu)造一個(gè)二次函數(shù)來(lái)衡量區(qū)域的明暗度，利用小塊所處區(qū)域的明暗度和復(fù)雜度相結(jié)合來(lái)選擇位面小塊嵌入信息。實(shí)驗(yàn)表明了采用改進(jìn)算法較好的保持了復(fù)雜度直方圖的平滑，能有效的抗基于復(fù)雜度直方圖的統(tǒng)計(jì)分析，且視覺(jué)隱蔽性比BPCS密寫(xiě)有較大的提高。 (2)邊緣匹配(SM)密寫(xiě)會(huì)引起像素灰度差值直方圖統(tǒng)計(jì)特性的異常，使灰度差值直方圖中出現(xiàn)階梯，分析者據(jù)此可以察覺(jué)秘密信息的存在。為提高密寫(xiě)算法的安全性，本文提出了一種改進(jìn)的SM算法

4、，即通過(guò)動(dòng)態(tài)地劃分差值的區(qū)間，消除了灰度差值直方圖中出現(xiàn)的階梯效應(yīng)；并在對(duì)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，在多個(gè)候選值中選擇一個(gè)與原始值最接近的，有效的減小了失真，取得更好的視覺(jué)隱蔽性。實(shí)驗(yàn)證明了該算法的有效性。 (3)提出了一種新的混合密寫(xiě)算法，將動(dòng)態(tài)運(yùn)行編碼應(yīng)用到最小直方圖失真(LHA)密寫(xiě)中。在可用來(lái)嵌入信息的位置比要嵌入的比特?cái)?shù)多的條件下，在LHA嵌入過(guò)程中，用動(dòng)態(tài)運(yùn)行編碼將這些多出來(lái)空閑的資源利用起來(lái)，通過(guò)運(yùn)算來(lái)選擇要改變的載體比特，目