一种多载体与多算法结合的隐写系统的研究与实现

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互联网的快速发展在给人们带来便利的同时,也给人们的生活带来诸多安全隐患,其中信息安全尤为重要。为提高传输信息的安全性,保护个人隐私,很多学者在从事隐写技术研究,它是利用载体的冗余,将秘密信息嵌入到载体中通过公共信道进行传输,避免第三方的怀疑,从而实现秘密信息的传递。图像是隐写常用的载体之一,传统的以图像为载体的隐写术都是以单张图像作为载体,但单张图像作为载体隐写容量有限。为适应实际需求,确保秘密信息的安全传输,于是基于多载体的图像隐写术成为研究热点之一。本文将围绕多种载体图像与多个隐写算法的结合来展开研究,主要工作如下:1.为研究载体格式与隐写容量、安全性的关系,本文首先建立了包含常见多种格式的图像库,如bmp、jpg、png等格式,然后选取具有不同特点的隐写算法构建算法库,包括具有较大隐写容量并且计算复杂度较低的LSBM(Least Significant Bit Matching)算法,适用于JPEG图像的最早经典算法JSteg隐写算法,嵌入效率较高的F5隐写算法,能够有效抵抗隐写分析检测的基于JEPG域的自适应隐写算法J-UNIWARD(JPEG UNIversal WAvelet Relative Distortion)隐写算法及其改进隐写算法,以及进一步提高算法隐写容量的UERD(Uniform Embedding Revisited Distortion)隐写算法。几种隐写算法共同组成了本文的算法库用来满足隐写时面对的不同需求,并根据每种算法的安全性将其分为不同的等级。2.设计了一种优先遍历的最短路径隐写策略。在相同的实验环境下,对算法库中的每种隐写算法做抗隐写分析能力检测,设定嵌入率为0.1-0.5。记下在不同嵌入率下嵌入完成所需要的时间,记为P1,同时记下该嵌入率下的隐写分析错误率,记为P2。然后将秘密信息按内容的重要程度进行划分为不同的密级,选择对应等级的隐写算法。综合考虑P1、P2,根据最短路径原则选择对应的隐写算法以及最佳的嵌入嵌入率,根据算法适用的图像格式以及隐写时对载体图像的修改方式的差异从图像库中选择能使算法性能达到最优的图像作为隐写的载体图像。本文在理论验证的基础上,通过实验验证了这一方法的可行性,同时通过隐写分析实验证明,将多载体与多算法结合在保证安全性的前提下有效的解决了单载体隐写容量不足的问题,同时避免了资源的浪费。
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