基于可逆数字水印的无线传感器网络可恢复数据聚合协议

针对无线传感器网络数据安全认证协议的高能耗与传感器节点资源受限的对立问题,文中提出了一种基于可逆数字水印的聚合协议。一方面,在感知节点处,将水印嵌入到感知数据中,对水印数据进行基于椭圆曲线的同态加密,以此保证数据在传输过程中的私密性;在簇头节点处,对接收的数据只进行聚合和转发操作,以此减小网络通信开销;在基站处,通过提取水印对数据进行完整性认证。另一方面,该协议提出了一种基于环的聚合树,从而降低节点的传输能耗,延长网络生命周期。通过理论分析证明了所提协议将水印技术与数据聚合技术进行了更好的结合,具有较好的安全性和较低的计算开销,且能实现感知数据的完整性认证。此外,与同类算法的对比实验表明该协议在通信开销和时延方面都具有一定的优势。

一种基于可逆数字水印的图像认证方案

针对医疗图像、遥感图像等敏感数字图像在认证水印的嵌入过程中不能引入失真的特点,提出一种基于可逆数字水印的图像完整性认证方案:首先提取图像特征,将其作为hash函数的输入;再用图像发送者的私钥对hash值进行数字签名;最后将数字签名作为水印数据,利用图像相邻像素点差值直方图的特征,轻微改变图像像素点的灰度值来可逆嵌入水印数据。方案实现简单,水印嵌入后图像失真小,认证通过后还可以完全恢复原始图像。理论和实验证明水印嵌入后,PSNR值能达到51.14dB以上。

可逆数字水印在医学图像中的应用研究

针对医疗影像及数据信息会遭遇篡改、病患隐私泄露等安全问题,提出了基于可逆数字水印的解决方案。该方案的基本思路是选取最低有效位的位平面,得到该位平面的二进制数据流,然后对该数据流用RLE方法进行无损压缩,以获得空间嵌入水印(水印包括对原始医学图像采用HMAC算法得到的完整性消息认证码和加密得到的病患信息),在接收端能精确地恢复原始图像。在此基础上,进一步结合PK I技术,研究了基于可逆数字水印的医学图像网络传输流程。实验结果表明,可逆数字水印的嵌入并不影响医学图像的视觉效果,且有效地解决了图像的完整性认证以及病患信息的隐秘传输的问题,加强了安全性。

基于错误控制编码的差值扩展可逆数字水印

可逆数字水印能在水印提取后将含印载体恢复到无失真的原始状态。Tian的基于差值扩展隐藏算法是目前容量最高但含印载体质量偏低的可逆隐藏算法。针对Tian中过度修改像素对值造成含印图像质量不必要下降问题,该文提出了基于错误控制编码的差值扩展可逆数字水印算法。该算法将像素对仅分为I,II两类。嵌入、提取及恢复过程对称,实现相对简单,含印图像质量在容载较低时得到很大提高。

基于CRC和可逆数字水印的无线传感器网络认证算法

针对无线传感器网络中的数据完整性认证问题,提出了一种新的基于循环冗余校验CRC和可逆数字水印的认证算法。算法提出由传感节点负责对数据流进行分组和水印嵌入处理,由汇聚节点实施对收到的数据组进行验证和恢复。为了尽可能减小传感节点的计算复杂度,水印通过计算数据组的CRC码获得,同时,采用基于奇偶不变性的可逆数字水印方法嵌入。算法的安全性由计算CRC码时选取的除数多项式的参数决定,减小了额外的传输代价。实验结果证明了该算法具有较好的认证成功率、较低的传输负载和更高的时间效率,适合于在实时性要求较高的传感器网络中进行数据认证。

基于公钥的可逆数字水印

为了提高可逆数字水印的安全性和透明性,增加嵌入容量,提出了一种基于公钥的可逆数字水印。该方法首先对载体图像直方图中峰值点与左右两侧的零值点之间的像素点进行移位,然后提取载体图像的特征值,将该特征值与经过混沌系统加密的数字水印进行异或处理后,采用公钥将其嵌入到处理后的载体图像内。图像的验证过程是嵌入过程的逆过程,验证完成后,根据峰值点及其与零值点之间的关系将移位的像素点复原,即可完全复原原始图像。采用公钥系统和混沌系统充分保证了系统的安全性,峰值点与其两侧的零值点之间的像素移位既保证了能够嵌入更多的信息和较高的峰值信噪比,又保证了所有的像素点都能被认证。通过对大量的图像进行仿真分析,结果显示该方法具有较高的安全性,与同类方法相比,能够嵌入更多的信息量,同时具有更高的透明性。

基于可逆数字水印认证的无线传感网数据融合协议

针对无线传感网隐私保护协议的高能耗与传感网络资源受限的对立问题,基于可逆数字水印与同态加密技术,提出一种同时保证数据完整性与机密性的可恢复数据融合协议。一方面采用可逆数字水印技术中的差异扩展方法对传感器采集数据进行嵌入,在融合数据被破坏时可以通过可逆水印恢复原始数据,保证融合数据的完整性校验;另一方面采用基于椭圆曲线的同态加密对数据进行加密融合,防止在数据传输过程中传感器数据被感知。安全推理表明,所提协议可以很好地抵御簇头节点妥协和篡改攻击。性能分析表明,该协议比其他算法在计算与通信开销、传输时延方面具有显著优势。实验对比结果表明,该协议有更低的资源开销,可以提升网络性能。

基于整数DCT变换的矢量地图可逆数字水印算法

针对矢量地图对精度要求的特殊性，提出了一种基于整数DCT变换的可逆数字水印算法。通过对整数DCT变换后的高频系数进行修改来实现水印信息的调制嵌入，并提出了相应的容量提升和误芹控制方案。实验证明，该算法嵌入容量较大，能够在精确提取水印信息的州时实现原始载体数据的完全无损恢复。

基于混合整数变换的高容量可逆数字水印

提出了一种基于混合整数变换的高容量可逆数字水印算法。该算法首先将图像分割成3×3的小块,从第一个图像块开始进行9像素的整数变换。然后应用压扩算法减小差值,并采用扩差法嵌入水印。引入压扩算法极大地增加了可扩的图像块的数目。对于不可扩的3×3像素块,算法进一步将其分割为3×1的图像块,应用3像素的整数变换,同样采用压扩算法和扩差法嵌入水印。混合嵌入方案和压扩算法的引入能够获得更易压缩的位置图,从而最大限度地提高了水印的容量。该算法一次嵌入的极限容量为8/9 bpp(比特/像素)。实验结果表明,本算法的透明性好,容量高。

基于汉明码的文本可逆数字水印研究

提出了一种新颖的文本可逆数字水印算法。对载体文本进行预处理,将原始可替换同义词的编码值分组作为信息位进行汉明编码,将获得的监督码元比特流利用矩阵编码的方式通过插入空格嵌入到文本中。水印信息则分组利用同义词修改位置编码的方式选定同义词进行替换来实现嵌入。在提取时利用汉明码的译码原理与可替换同义词分组位置编码规则,提取出水印信息并对原始文本进行无损恢复,即实现了文本可逆数字水印。该算法不仅能有效恢复出原始文本,且具有良好的隐蔽性,增强了水印方案的实际应用能力。

浅谈用于图像认证的可逆数字水印

采用数字水印对医学图像、军事图像进行认证时,由于这类图像对图像完整性要求极其严格,故在图像通过认证后,其中所嵌入的水印信息必须被完全清除,此时必须采用可逆数字水印方案。本文介绍了实现可逆数字水印的方法原理,在此基础上,叙述了两种分别用于图像完全脆弱认证和半脆弱认证的可逆水印算法。

应用可逆数字水印的无线传感器网络层级安全模型

针对无线传感器网络(WSNs)资源受限与网络安全的问题,基于可逆数字水印技术,提出了一种WSNs层级安全模型。一方面通过可逆数字水印技术保障簇内数据传输的安全性;另一方面通过平衡节点剩余能量、位置信息和信任因子优化分簇策略,保障簇首节点的性能以实现网络优化管理。仿真测试结果表明:所提方案通过可逆数字水印技术可以保障数据的完整性和安全性能,达到99.95%以上的数据传输正确率,而且可以很大程度改善WSNs的能量消耗,延长网络的生存周期125%左右。

用于篡改定位的可逆数字水印算法

提出一种基于整数小波变换的可逆数字水印算法,将基于图像内容的水印嵌入载体图像,依赖于整数变换特性实现算法可逆,利用提取的水印与由图像本身局部特征生成水印的差值来定位篡改。实验表明,提取水印后可无失真地重构原始载体。即使含水印载体遭到人眼不可见的篡改,仍可在重构的载体图像中直接地显示发生篡改的区域。

可逆数字水印算法综述

可逆数字水印是数字水印领域一个新兴且重要的分支,由于其原始宿主内容可无损恢复的特点,在一些重要的媒质如医学军事等相关的多媒体信息中得到广泛应用。目前,人们在可逆数字水印领域的研究已取得了一些成果,大致可分为空间域方法和变换域方法两大类。通过对这两大类方法中的经典算法介绍和优缺点分析,阐明了目前可逆水印研究领域的发展现状,并在此基础上对该领域的发展趋势做出展望。

非因果预测和直方图平移下的可逆音频数字水印

预测算法在可逆水印隐藏中扮演重要角色.预测算法越好,得到的预测值就越精确,嵌入水印后的失真度就越低.为此,提出一种新的非因果音频预测算法.在预测之前,利用每相邻3个样本点之间的相关性计算出一个预测系数,再将这些预测系数进行统计平均得到最佳预测系数.根据每相邻3个样本点间的数值关系计算预测值和非整数预测误差.最后利用直方图平移技术嵌入水印信息.该算法利用了相邻3个样本点间的相关性,而且集合了非因果预测的优异性和音频信号本身的固有特性.测试了6个标准的音频文件,对比了已有同类可逆音频水印算法,该算法在预测性能和嵌入失真方面都更有优势.

基于整数小波变换的数字图像可逆水印算法

针对现有基于频域的无损数字水印算法在实施可逆性和嵌入容量上的不足,提出一种基于整数小波变换的无损数字图像水印算法,用于图像的大容量可逆信息隐藏。首先对图像进行LeGall5/3整数小波变换,然后在高频子带中采用直方图平移方法嵌入水印。为了获取最大的嵌入容量和减少图像的失真,分别提出嵌入参数和停止参数选择方法。同时,为了防止溢出现象和减少附加信息,提出新的产生位置映射图方法。实验结果证明了该算法在水印图像的保真度和嵌入容量上面具有较好性能。另外,与相似算法的比较证明了该算法的优越性。该算法适合于数字图像载体中实施隐秘通信。

一种基于位平面的差值扩展可逆水印算法

为了提高算法的嵌入容量和降低失真率等问题,文章提出一种基于图像位平面图分解理论的差值扩展算法,该算法只针对图像较低层的位平面图进行信息嵌入,不改变图像的其他较高位平面的像素值,通过这样的操作,在减小图像失真的同时,提高了总的信息隐藏量。

基于免疫和可逆水印原理的多代理入侵检测系统设计方案

入侵检测系统和人体免疫系统具有很大的相似性。文章基于人工免疫原理,利用移动代理技术设计了一个更加可靠的入侵检测模型。为防止移动代理通信过程中遭到篡改攻击,本文引入可逆数字水印技术保护代理之间传输的免疫数据,保证了各个代理节点之间记忆检测器的安全通信。

基于直方图平移和自适应插值的可逆水印算法

基于直方图平移和自适应插值扩展,提出一种可逆水印算法。首先利用直方图平移的方法对图像进行预处理,解决水印嵌入过程中像素值的上溢和下溢。然后采用一种自适应插值方法求得图像的预测值,并计算原始图像与预测图像的差值,在差值直方图峰值点嵌入水印信息。接收方利用同样的插值方法得到预测值,再与含水印像素求差,提取差值中的水印信息,并恢复出原始图像。实验证明,由于利用水平、垂直、45°和135°四个方向进行预测,使误差更集中,直方图峰值更大,从而实现高容量的信息嵌入。

基于经验模式分解的数字高程模型数据伪装方法

提出了一种基于经验模态分解(EMD)的数字高程模型数据伪装技术。首先利用SHA-256单向Hash函数产生由种子控制的伪随机序列,扩充序列后再用经验模态分解生成用于伪装的DEM数据,伪装后的DEM数据具有较高的视觉欺骗性。针对DEM数据提出了直方图的概念,通过修改直方图,在伪装的DEM数据中可逆地嵌入水印。本文方法可在提取水印后完全恢复伪装DEM数据,以及使用种子可完全还原秘密DEM数据,算法安全性高。