基于密文图像的信息隐藏算法研究

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1、基于密文图像的信息隐藏算法研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：何洁指导教师：郑洪英副教授专业：计算机软件与理论学科门类：工学重庆大学计算机学院二O一六年四月StudyonDataHidingAlgorithmforEncryptedImageAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByHeJieSupervisedbyAssoci

2、ateProf.ZhengHongyingSpecialty：ComputerSoftwareandTheoryCollegeofComputerScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着计算机网络通信、云计算、分布式处理以及多媒体等技术的飞速发展，越来越多的用户依赖网络传输和处理信息，而数字图像信息以其生动直观的特点被广泛使用，但是图像内容信息在传输和处理的过程中存在随时被窃取、恶意篡改、非法复制等安全隐患

3、。因此，保证数字图像，尤其是涉密图像的安全是一个亟待解决的问题。为了实现信息的安全传输和处理，学术界涌现出了大量研究成果，以密码学和信息隐藏技术为其代表分支。密码学通过使信息内容不可见保护信息的安全，而信息隐藏技术通过使信息的存在性不可见保护信息的安全，将二者结合起来可以做到机密性和完整性的有效保护。与此同时在加密后的图像上进行信息隐藏，既能保护图像的安全，又能对图像进行有效地控制和管理，具有广泛的应用前景。本文以密码学和信息隐藏技术为基础，围绕密文图像信息隐藏技术进行了深入的研究和探讨，所做工作具体描述如下

4、：①对图像加密算法和信息隐藏算法进行了综述，对现有密文图像信息隐藏算法进行了研究和分析。②针对现有算法嵌入容量低以及应用于医学图像时效果不稳定的问题，提出一种基于斜线分组和梯度算子的密文医学图像的可逆信息隐藏算法。算法利用按位异或操作对医学图像加密，接着对密文图像分块，每块再斜线分为4组，根据待嵌入2比特信息翻转对应像素组的最低3位有效位。接收端先解密图像，然后根据信息隐藏密钥和评价函数恢复原始图像并提取信息。实验结果显示，算法能无损地恢复原始医学图像，准确地提取嵌入信息，在分块大小相同的情况下，算法的嵌入容

5、量提升了一倍，含隐秘信息的解密图像的PSNR值更高，且信息提取的错误率更低。③结合块压缩感知和分离块边缘像素的思想，改进了基于块压缩感知图像信息隐藏算法。改进算法首先将原图像划分为互相不重叠的块，随后对块右下边缘像素进行异或加密操作，对剩余像素进行压缩感知操作，并将这两部分组合成密文发送给信道拥有者，信道拥有者根据信息隐藏密钥将隐秘信息嵌入到密文中。接收方根据加密密钥和信息隐藏密钥，提取信息和恢复原始图像。实验结果表明，改进算法具有更高的嵌入容量，更低的信息提取错误率，且最终恢复的图像质量更好。关键词：数字图

6、像，块压缩感知，图像加密，信息隐藏，图像恢复I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthenetworkcommunication,cloudcomputing,distributedprocessingandmultimediatechnology,moreandmoreusersdependonnetworktotransmitandprocessinformation.Digitalimageiswidelyusedduetoitsvividand

7、intuitivefeatures.Howeverthereispotentialsafetyhazardinthetransmission,duetotheinformationiseasytobestolen,tamperedmaliciously,replicatedillegallyatanytime.Therefore,ensuringthesecurityofdigitalimage,especiallytheoneswithconfidentialityisanimperativeproblem

8、tobesolved.Inordertoachievethesecurityofinformationintransmissionandprocessing,alargenumberofresearchresultsareproposed.Cryptographyandinformationhidingtechnologyarethetwomostimportantbranches.Cryptogr