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信息隐藏的研究主要集中在隐写术和数字水印两个分支。隐写术和数字水印是两个不同的研究方向,但它们的相同点都是将秘密信息隐藏到多媒体中,都希望对多媒体不造成明显影响,从这一层面讲,隐写术和数字水印的核心是一致,本文将水印信息等同为秘密信息。隐写术的对立面――隐写分析攻击――从多媒体中非法提取隐藏的秘密信息(如Chandramouli团队研究成果能够提取扩频和QIM隐写的秘密信息等),根据Chandramouli研究结果,攻击者很容易破坏隐写分析攻击提取的秘密信息,希望达到既破坏秘密信息又不影响到多媒体正常使用的目的。水印保护的多媒体具有一定的商业价值,这将引起攻击者利用隐写分析攻击提取嵌入水印以及破坏部分隐写分析攻击提取的嵌入水印,对嵌入水印形成了威胁,必将影响到水印的应用和推广。针对攻击者利用隐写分析攻击对嵌入水印非法提取以及破坏部分隐写分析攻击提取的水印信息,根据水印的嵌入和攻击(包括无意攻击和隐写分析攻击)具有对抗性的特征,应用博弈理论建模这一对抗问题,对无意攻击和隐写分析攻击下水印鲁棒性进行了深入研究。本文的主要创新点归纳如下:1.提出了水印攻防系统模型。该模型利用博弈理论建模水印的嵌入和攻击对抗性问题,以水印受到无意攻击和攻击者攻击而不能满足水印应用需求的破坏为支付函数,当水印受到的破坏满足嵌入者希望嵌入水印受到的破坏最小和攻击者希望嵌入水印受到的破坏最大条件时,寻求嵌入者和攻击者博弈的纳什均衡解,均衡解是评估无意攻击和隐写分析攻击下水印鲁棒性的基础。2.给出了一种无意攻击和隐写分析攻击下水印生存能力的分析方法。根据嵌入者和攻击者的均衡解,利用嵌入水印经无意攻击和攻击者攻击后已破坏的水印与存活的水印成反比,定义了水印生存能力。水印生存能力能有效地评估无意攻击和攻击者对嵌入水印的破坏,反映了嵌入水印抵抗无意攻击和攻击者破坏的能力,实验表明水印生存能力能有效度量无意攻击和隐写分析攻击对嵌入水印的影响。3.分析了无意攻击和隐写分析攻击下水印位错误率。利用水印生存能力和牛顿广义二项式定理系数,计算攻击者彻底破坏(经纠错码不能恢复的水印信息)嵌入水印的平均数量。位错误率能测量无意攻击和攻击者对嵌入水印的破坏,但位错误率方法存在很难建立水印容量、无意攻击破坏、攻击者获取被无意攻击破坏水印的准确关系,水印生存能力与位错误率比较,能更有效度量水印受到无意攻击和攻击者破坏的情况。4.提出了无意攻击和隐写分析攻击下水印检测可靠性的分析方法。应用水印生存能力、嵌入者的最优建立策略和最优嵌入策略以及攻击者的最优攻击策略、位错误率和检测阀值,计算水印的虚警概率和漏警概率。实验结果表明:无意攻击和隐写分析攻击下水印的虚警概率和漏警概率均比仅仅在无意攻击下虚警概率和漏警概率大,无意攻击和隐写分析攻击下水印的检测可靠性比仅仅在无意攻击下的检测可靠性更差,因为存在攻击者利用隐写分析攻击对嵌入水印的破坏。5.分析了无意攻击和隐写分析攻击下水印破坏容忍度。利用嵌入者的最优嵌入策略和水印应用需求,计算水印破坏容忍度。根据水印生存能力、无意攻击和攻击者破坏水印、水印破坏容忍度,推导出无意攻击和隐写分析攻击下水印有效性条件。满足该有效性条件的水印既能满足水印应用需求,又能抵抗无意攻击的破坏和攻击者利用隐写分析攻击的破坏。