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随着互联网技术的不断发展和推广,电子政务、电子商务、航天和军工等行业得到了前所未有的提升和发展。伴随互联网技术的蓬勃发展趋势,各国各地的各种文字、图像、音频和多媒体数据等及时传播到世界各地,人们进行着一种高效和低廉的信息传递工作,政府、企业、个人和各种组织等普遍利用这一个开放互联的公共网络信息平台,构建适合自己的信息渠道,传递大量的公开或秘密的信息。同时,对于这些平台或网络上的数据信息的安全性保护也引起世界各地用户的普遍担忧。
信息隐藏是信息安全领域的一个重要分支,主要通过公开的媒体或公共网络对隐秘信息进行隐蔽传递或存储,采用人眼不易察觉的秘密携带方式实现安全高效的信息传递,掩盖“正在进行通信”的事实。隐写技术是信息隐藏的重要组成部分,是隐蔽通信的重要实现方式。本文在分析单载体隐写的隐写容量、安全性和鲁棒性等局限性基础上,结合前人的研究成果,构建了多载体批量隐写模型,提出了二值图像和灰度图像等批量隐写方案,设计和实现了多载体隐写系统。本文的主要创新点如下:
(1)针对单载体隐写容量和安全性的局限性,提出了多载体批量隐写模型。从信息论和假设检验角度证明了在一定约束条件下多载体隐写模型的安全性,并形式化描述了载体的最大有效载荷与载体数量的相关性。实验结果和分析表明了该模型的有效性。
(2)基于二值图像分块嵌入思想,提出了基于二值图像的批量隐写算法。结合多载体隐写模型和二值图像的特点,设计了大尺寸批量隐写实现算法,并分析了批量二值图像的隐写编码效率和失真度量。
(3)面向灰度图像灰度值变化的特点,提出了灰度图像的批量隐写算法,基于矩阵编码技术,实现了高效的批量隐写。结合Benstein多项式,提出了面向分存的批量隐写算法。构建了基于特流的灰度图像隐写模型,实现了各种数字图像的归一化隐写容量。
(4)基于多载体批量隐写模型,设计和实现了多载体批量隐写的系统原型。
总之,通过分析和研究单载体各种隐写技术的局限性,构建了多载体批量隐写模型,为信息隐藏技术今后的理论研究和发展提供了一定的基础,同时对于研究隐写分析、数字图像认证和网络协议构建也大有帮助。