信息隐藏与数字水印 ppt课件

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1、信息隐藏与数字水印北京邮电大学信息安全中心杨义先教授博士导师yxyang@bupt.edu.cn信息隐藏的思想利用以数字信号处理理论（图像信号处理、音频信号处理、视频信号处理等）人类感知理论（视觉理论、听觉理论）现代通信技术密码技术等为代表的伪装式信息隐藏方法来研究信息的保密和安全问题基本框架守尽可能多地将信息隐藏在公开消息之中尽可能不让对手发现任何破绽攻尽可能地发现和破坏对手利用信息隐藏技术隐藏在公开消息中的机密信息内容广义信息隐藏在某种载体中嵌入数据两个分支信息隐藏伪装式隐蔽通信数字水印数字产品的版权

2、保护（数字版权管理DRM）可能吗？利用人类感知系统的冗余利用计算机处理系统的冗余利用各种潜信道技术上是可行的需要吗？信息隐藏加密：对秘密信息本身进行保护，但信息的传递过程是暴露的隐藏：掩盖秘密信息存在的事实将密码学与信息隐藏相结合，就可以同时保证信息本身的安全和信息传递过程的安全现代战争——信息战尤其是国家安全部门需要研究伪装式信息安全的攻与防需要吗？数字水印数字产品的无失真复制的特点，造成版权保护和管理方面的漏洞信息隐藏的研究状况1992年国际上正式提出信息隐形性研究1996年国际第一届信息隐藏研讨会1

3、998、1999、、、信息隐藏研讨会各种大型国际会议中都有信息隐藏和数字水印的专题国内信息隐藏研讨会每年召开（1999年开始）历年文献统计数字水印与信息隐写统计源：IEEE、IEE期刊、会议论文历年文献统计信息隐写与隐写分析统计源：IEEE、IEE期刊、会议论文信息隐藏利用人类感知系统以及计算机处理系统的冗余载体可以是任何一种多媒体数据，如音频、视频、图像、甚至文本、数据等被隐藏的信息也可以是任何形式（全部作为比特流）主要用于军队和安全部门信息隐藏问题描述囚犯问题两个囚犯A和B被关押在监狱的不同牢房，他们

4、想通过一种隐蔽的方式交换信息，但是交换信息必须要通过看守的检查。因此，他们要想办法在不引起看守者怀疑的情况下，在看似正常的信息中，传递他们之间的秘密信息看守者被动看守者：只是检查传递的信息有没有可疑的地方主动看守者：故意去修改一些可能隐藏有信息的地方，或者假装自己是其中的一个囚犯，隐藏进伪造的消息，传递给另一个囚犯信息隐藏的原理框图载体信息源载体对象c信息嵌入算法秘密消息m伪装对象c’密钥k信息提取算法秘密消息m信息隐藏的原理框图不安全信道AＢ名词A打算秘密传递一些信息给B，A需要从一个随机消息源中随机选

5、取一个无关紧要的消息c，当这个消息公开传递时，不会引起怀疑，称这个消息c为载体对象把需要秘密传递的信息m隐藏到载体对象c中，此时，载体对象c就变为伪装对象c’秘密信息的嵌入过程需要密钥，此密钥称为伪装密钥实现信息隐藏的基本要求载体对象是正常的，不会引起怀疑伪装对象与载体对象无法区分，无论从感观上，还是从计算机的分析上信息隐藏的安全性取决于第三方有没有能力将载体对象和伪装对象区别开来对伪装对象的正常处理，不应破坏隐藏的信息信息隐藏的安全性信息隐藏系统的安全性系统自身算法的安全性各种攻击情况下的安全性攻击一个

6、信息隐藏系统证明隐藏信息的存在破坏隐藏信息提取隐藏信息安全的：如果攻击者经过各种方法仍然不能判断是否有信息隐藏攻击者：判断是否有隐藏定义一个检验函数f：C→{0,1}判断结果实际有隐藏，判断有隐藏——正确实际无隐藏，判断无隐藏——正确实际无隐藏，判断有隐藏——错误误判实际有隐藏，判断无隐藏——错误漏判实用的信息隐藏系统假设攻击者误判的概率为α攻击者漏判的概率为β一个实用的信息隐藏系统应该尽可能使β最大一个理想的信息隐藏系统应该有β=1即，所有藏有信息的载体都被认为没有隐藏信息而被放过，达到了信息隐藏、迷惑

7、攻击者的目的信息隐藏的攻击被动攻击监视和破译隐藏的秘密信息主动攻击破坏隐藏的秘密信息篡改秘密信息非恶意修改压缩编码，信号处理技术，格式转换，等等信息隐藏的健壮性伪装载体受到某种攻击后，仍然能够从中提取出隐藏信息，称为算法对这种攻击是健壮的隐藏容量、安全性、健壮性相互制约信息隐藏的通信模型目前对信息隐藏的理论研究还不充分缺乏像Shannon通信理论这样的理论基础缺乏对人类感知模型的充分理解缺乏对信息隐藏方案的有效度量方法等目前一种研究方法是：将信息隐藏过程类比于隐蔽信息的通信过程隐藏系统与通信系统的比较可以

8、将信息隐藏的载体看作通信信道，将待隐藏信息看作需要传递的信号，而信息的嵌入和提取分别看作通信中的调制和解调过程发送器信道接收器消息消息信息嵌入伪装载体信息提取消息消息通信系统隐藏系统比较目标相同：都是向某种媒介（称为信道）中引入一些信息，然后尽可能可靠地将该信息提取出来约束条件：通信系统：最大的平均功率或峰值功率约束隐藏系统：感观约束比较信道干扰通信系统：主要为传输媒介的干扰，如设备噪声、大气环境干扰等隐藏系统：不只受到无意的