数字图像LSB隐写分析统计模型初探

数字图像LS(BLeast Significant Bits)在统计上与二项分布相似,结构上与原宿主图像仍然具有一定的相关性,从而导致经典LSB替换算法产生直方图"阶梯效应"。本文主要从图像像素以及像素间关系的特征函数出发,观察其常见统计模型的变化,为设计有效的图像隐写算法及隐写分析算法提供参考依据。

小波细节信息的LSB隐写分析算法

为了准确地估计出隐藏图像的嵌入率,利用LSB隐写对图像小波细节信息影响较大这一特点,首先给出了图像的小波细节信息和小波细节信息能量的定义,同时利用LSB隐写图像计算出其原始图像的小波细节信息能量;然后根据隐写图像与原始图像的小波细节信息能量,估计出LSB隐写图像的嵌入率。实验证明,该方法在隐藏图像嵌入率不是很低的情况下,能够比较准确地估计出隐藏图像的嵌入率。

对一种抗统计分析的LSB隐写方案的攻击

针对张新鹏等人提出的抗统计分析的LSB隐写方案对图像差分直方图的影响,本文提出了一种基于差分直方图分析的隐写分析方案.该方案使用隐写前后图像差分直方图转移矩阵结合对差分直方图广义拉普拉斯分布的拟合偏差实现对嵌入数据长度的估计.实验证明该算法具有较好的估计精度.

基于图像分割的LSB隐写信息盲检测方法

为消除LSB隐写术不当使用造成的不良影响,提出了基于图像分割的LSB隐写信息存在性盲检测方案.该方案首先选用特定的图像分割技术得到多个区域,并研究图像区域特性.根据图像分割方法,区域形成的过程即其最小生成树(MST)形成的过程.基于图论给出嵌入LSB隐写信息前后对应区域最小生成树中结点的度的不同统计特性.其次考虑到实际应用中隐藏信息一般嵌入在图像的复杂、阴暗区域,给出图像复杂度的定义.最后利用Fisher鉴别分析检测该区域中是否存在LSB隐写信息.试验结果显示所提方案对具体的LSB隐写术均有较好的检测效果,在嵌入率低于0.1bpp时仍然具有较高的检测率.因此,通过对图像局部特性的研究可以提高LSB隐写信息的盲检测率.

明文连续LSB隐写的消息检测与提取方法

当嵌入消息为明文时,利用中英文字节比特位的统计特性,研究针对空域和JPEG域连续LSB(least significant bit)替换\匹配隐写均有效的消息检测和提取方法。首先提取图像像素(或有效DCT系数)的LSB序列,并从该序列的第1字节的每一比特开始进行间隔7采样,得到8条子序列;然后利用子序列中最长0(或1)游程长度的分布,将检测问题转化为假设检验问题,结合中英文字节比特位的统计特性,从而判定图像是否载密;最后将具有最长0(或1)游程的子序列判定为最大优势序列,进而根据最大优势序列内最长0(或1)游程的起止点估计明文消息嵌入的起止点并提取明文消息。实验结果表明了本文方法的可行性与有效性,与现有方法相比,该方法准确度更高,适用范围更广。

面向安卓平台的图像LSB隐写工具

手机应用的普及使手机信息安全问题日益凸显,为此设计并开发了一个面向安卓手机的图像LSB隐写工具。该工具在Eclipse环境下设计,实现了文本文件和文本信息的写入和提取,可确保手机信息的安全。

针对空域明文LSB隐写的消息提取方法

在嵌入消息为明文的情况下,利用中英文字节比特的统计特性,改进了已有的针对空域连续最低有效位(LSB)隐写的消息提取方法,提高了提取消息的准确度;提出了一种针对空域随机LSB隐写的消息提取方法.该方法首先求出恢复隐写密钥的唯一解距,然后穷举隐写密钥空间,对每个密钥确定长度为T的隐写路径,提取此隐写路径上像素的LSB,并从该LSB序列的第一个比特开始间隔7采样获得一条子序列,若该子序列为全0或全1,则该密钥为真密钥,否则为伪密钥;同时还研究了漏检的情况.实验结果表明了本文方法的可行性和有效性.

基于相邻直方图的LSB替换隐写分析算法

提出一种新的针对空域LSB替换隐写的检测算法。LSB替换隐写通过改变图像的像素灰度值的最低意义位的值来达到嵌入秘密信息的目的。LSB替换隐写时会引起像素灰度值间的不对称,根据这个特点,提出基于相邻像素直方图的隐写分析算法。该方法易于实现,物理意义直观。实验结果表明该法具有较好的检测能力。

针对LSB匹配隐写的图像复原隐写分析

最低有效位(LSB)匹配隐写是目前图像隐写分析的难点和热点之一.为了提高针对LSB匹配隐写的隐写分析算法性能,将图像退化/复原理论与图像隐写分析相结合,提出一种新的隐写分析算法.首先将LSB匹配隐写过程建模为加性噪声造成的图像退化过程,提出了一种专用复原滤波算法;然后将载密图像的复原图像作为载体图像的估计图像,提取载密图像与估计图像的质心特征,结合Fisher线性判决器实现隐写分析.实验结果表明,复原滤波算法可有效地复原受LSB匹配隐写噪声污染的退化图像,隐写分析算法的总体性能优于Ker方法,尤其在低嵌入率条件下表现良好,适用于空间域图像LSB匹配隐写.

基于直方图局部平滑度的LSB匹配隐写分析

针对LSB匹配的嵌入机制,提出了一种基于直方图局部平滑度的隐写分析方法.通过邻域差分像素值选取图像的平坦区域,提取包括灰度直方图平滑度、共生矩阵、差分直方图、差分共生矩阵的局部平滑度和峰值等在内的15维特征,并引入二次嵌入过程消除图像内容差异带来的影响,结合Fisher线性分类器实现隐写检测.实验结果表明,文中算法对于LSB匹配的检测具有较高的准确度,对于NRCS和UCID图像库均表现了良好的检测性能.

混合蛙跳优化决策面的LSB±k隐写算法

针对现有智能优化改进隐写不能对高维特征同时进行优化的问题,提出了一种混合蛙跳优化决策面的改进LSB±k隐写算法(记为SFLA-LSB±k).不同于其他优化改进隐写中尽可能减少图像载密前后某种特征变化的策略,在SFLA-LSB±k中,通过优化载密图像的特征变化,使载密图像特征变化方向随机化,导致分类器无法训练出一个能对载体与载密图像进行分类的决策面,从而达到抵抗分析的目的.实验结果表明,与标准的LSB±k隐写和相关PSO优化改进LSB±k隐写相比,SFLA-LSB±k有效提高了LSB±k的安全性,特别是当k取1时,该算法针对78维特征隐写分析的AUC值可下降到0.563 7.

基于滤波复原的小波特征LSB匹配隐写分析方法

空域LSB匹配数字隐写是隐写分析中的难点问题,尤其是在低嵌入率下的检测。本文将LSB匹配数字隐写过程看作是一种被加性噪声污染的图像退化过程,从而引入图像复原技术,提出一种基于中值滤波复原的小波特征LSB匹配隐写分析方法。实验结果表明,针对经过JPEG压缩的图像,本文方法在性能上有了很大的提高,尤其在低嵌入率条件下优势更加明显,并且事先不用估计嵌入率,方法简单,易于实现。最后指出本文方法能够消除不同图像内容引起特征巨大变化的一种有效手段,达到正确检测秘密信息的目的。

基于图像相邻像素相关性的LSB匹配隐写分析

LSB匹配隐写是图像隐写分析中的重点研究问题。根据图像相邻像素的相关性,提出了一种新的隐写分析算法。通过图像复原算法计算出复原图像,利用高阶Markov链模型分别对待检测图像和复原图像建模,根据LSB匹配隐写对高阶Markov链模型经验矩阵的影响,提取复原图像和待检测图像的统计特征组合成新的27维特征向量对支持向量机进行训练。实验表明提出的算法对LSB匹配隐写有较好的分析效果,特别在嵌入率低的情况下,算法具有较好的分析能力。

一种针对LSB匹配隐写的负载定位新算法

针对最不重要比特位(Least significant bit,LSB)匹配隐写算法,本文提出了一种新的负载定位算法。将隐写负载定位看作二分类问题,将载密图像每个像素位置看作待分类样本,通过提取载密图像集中每个像素位置在8个方向上的相邻像素差分平方均值特征,利用支持向量机(Support vector machine,SVM)分类器,将每个像素位置划分到正确的类别——负载位置或非负载位置。本文从理论和实验两方面验证了所提分类特征的有效性。针对LSB匹配隐写,本文方法与最大后验概率(Maximum a posteriori,MAP)载体估计方法做出比较,在低嵌入率条件下,本文方法的定位性能有明显提高。

基于直方图特性的LSB匹配隐写分析研究

为了提高对高精度原始图像LSB匹配数字隐写的检测能力,提出了基于直方图特性的LSB匹配隐写分析方法。根据高精度原始图像在LSB匹配数字隐写过程前后灰度直方图、差分直方图以及小波分解后的子带系数直方图的特性差异,提取了23维的特征向量,并使用支持向量机对其进行训练,建立区分载体图像与载密图像的分类器达到检测秘密信息的目的。实验结果表明,该方法在性能上要优于文献[5]的局部极值法。

一种抗SPA隐写分析的图像隐写策略

针对SPA隐写分析算法,从理论上分析了F1替换和F-1替换对图像统计量的相反作用,对可以抵抗SPA分析的F1替换和F-1替换的理想嵌入比例关系进行推导,在此基础上提出一种抵抗SPA分析的图像隐写策略,实现了基于误差校正的图像隐写算法。该算法根据混沌映射产生随机位置序列来确定秘密信息的嵌入位置。首先按照F1替换和F-1替换等比率随机嵌入秘密信息,然后对载密图像嵌入秘密信息的长度进行估计,并以误差校正的方式调整F1替换和F-1替换的嵌入比例,最后按照理想嵌入比例将秘密信息随机嵌入在载体图像中。仿真实验结果表明,该算法原理清晰,能够有效抵抗SPA隐写分析,安全性高。同时,对载体图像修改少,嵌入秘密信息的载体图像视觉质量好,提取秘密信息简单。

基于自动机状态转移的I2LSB隐秘图像检测算法

通过将图像的像素对看成不同状态,分析隐秘信息嵌入前后状态的转移,并构造一个有穷自动机,然后利用状态间的相互关系构造检测方程,估计隐秘信息的长度,采用基于状态转移图的方法实现两位LSB隐秘信息的检测。实验结果表明这种方法比现有的检测方法具有更好的检测性能。

一种基于像素块的纹理优先自适应隐写算法

与平坦区域相比,图像纹理区域在结构上表现出更多的随机性,因此将密信嵌入到纹理丰富的区域可获得更好的安全性.本文利用相邻像素的LSB与次低LSB位之间的关系,提出一种基于像素块的纹理优先自适应隐写算法,将密信优先嵌入到复杂纹理区域.所设计的纹理判别准则能结合待嵌入密信长度,自适应选择嵌入区域.针对在嵌密过程中嵌密块可能出现的异常情况,提出一种像素值调整方案,并从理论上证明了其可行性.实验结果表明本文算法比两种经典的LSB算法和一种现有的基于边缘优先的自适应算法具有更高的嵌入效率,且对四种有代表性的隐写分析算法通常具有更强的抵御能力.

经典音频隐写算法综述

音频隐写技术作为信息隐藏的一个重要分支,近些年来越来越受到学术界的关注。本文对LSB隐写算法、回声隐写算法、扩频隐写算法及压缩域隐写算法等几种经典音频隐写算法进行总结和阐述。

基于图像相邻像素差值的隐写分析

在研究自然图像统计建模的基础上,结合LSB信息隐写的特点,通过实验发现了原始图像和载密图像在相邻像素差值绝对值和分布对称性的变化,提出了一种基于图像相邻像素差值的隐写分析方法。不但实现了对秘密信息存在性的检测,而且可以估计隐藏的秘密信息的大小。