基于静止图像的信息隐藏算法设计和实现.pdf

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1、第24卷第1期广东石油化工学院学报V01．24No．12014年2月JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyFebruary2014基于静止图像的信息隐藏算法设计和实现赵伯涛，许波(广东石油化工学院计算机科学与技术系，广东茂名525000)摘要：基于Qt库设计并实现了一个基于静止图像的信息隐藏算法及对应的提取算法。算法以基于空域隐藏算法的最低有效位替换算法为核心思想，为需要隐藏的信息设计了一个特有的格式，以该格式输出的信息作为被隐藏的信息的主体，嵌入到载体图像中，实现了信息隐藏的目的；同时

2、根据信息隐藏的过程，实现了一个信息提取的算法，从而将隐藏信息提取出来。实验结果表明，该算法达到了将文本和文件隐藏到静止图像中的目的。关键词：信息；隐藏；检测；最低有效位替换算法中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：2095—2562(2014)01—0026—04信息隐藏技术作为-f]新兴技术，在网络中保护信息不受破坏方面起到重要作用1]。信息隐藏技术有别于密码技术，它是把机密信息隐藏在大量信息中不让对手发觉的一种方法。信息隐藏技术是保障信息安全、维护信息所有者利益的重要手段之一，在其研究和应用方面都有着非常重要的理论意义与实际意义_2]。信息隐

3、藏(InformationHiding)是把一个有意义的秘密信息如软件序列号、秘文或版权信息通过某种嵌入算法隐藏到载体信息(HoverMessage)中，从而得到隐秘载体(StegoCover)的过程b]。信息隐藏技术通常使用文字、图像、声音和视频等各种多媒体数据作为载体，需要受保护的信息之所以能够隐藏在这些多媒体数据中，主要是由于多媒体信息在时间上或者空间上存在很大的冗余性，以及人的感官系统对于这些多媒体信息有一定的掩蔽效应，难以感知这些多媒体信息中存在隐藏的信息J。信息隐藏技术在政府、军事情报部门、银行系统、商业系统等诸多领域发挥着重要作用，广泛应用

4、于数字作品的版权保护、验证资料的完整性、通信保密、商务活动中的票据防伪等方面_5]。1基于图像的信息隐藏技术用于进行隐蔽通信的图像信息隐藏算法可以分为两大类l6]：(1)基于空域(SpatialDomain)的信息隐藏算法。基于空域信息隐藏算法中的典型算法是LSB算法，该算法的主要特点是在载体图像中嵌入的隐藏信息数据量大，但是嵌入位置固定，安全性差，嵌入的隐藏信息易被破坏，鲁棒性不高。(2)基于变换域(TransofFormationDomain)的信息隐藏算法。基于变换域信息隐藏算法中的典型算法是离散余弦变换域的信息隐藏算法，该算法嵌入信息能够抵御多种

5、攻击，具有较好的鲁棒性，并且嵌入方式多种多样，增加了攻击者提取的难度，具有一定的安全性，但是该类算法嵌入的隐藏信息数据量较小，不适用于进行大数据量的隐蔽通信J。2基于静止图像的信息隐藏算法设计2．1算法设计思想算法采用的是前面介绍的空域隐藏(SpatialDomain)算法中应用比较广泛的最低有效位隐藏算法的思收稿日期：2013—06—18；修回日期：2013—09—21基金项目：广东高校石油化工故障诊断与信息化控制工程技术开发中心开放基金(512016)；茂名市科技计划项目(20120263)作者简介：赵伯涛(199o．_)，男，广东潮州人，本科生，主

6、要研究方向为图像处理。通讯作者：许波(1982一)，男，湖南衡阳人，博士研究生，讲师，主要研究方向为计算智能、云计算、数字媒体。第1期赵伯涛等：基于静止图像的信息隐藏算法设计和实现27想。利用人的视觉难以发觉颜色微小变化的特点，通过改变载体图像的像素值的最低一位或两位有效位来实现被隐藏数据的嵌入。载体格式选择颜色深度为24bit或32bit，图像格式为无压缩的BMP格式和无损压缩的PNG格式。24bit及以上的颜色深度能够保证每个像素点的RGB值能有8bit的存储空间，利用的就是这个8bit存储空间的最低2bit的空间。在众多的图像格式中，如果采用有损压

7、缩的图像格式作为载体，那么嵌入的信息在其压缩的过程中就很可能已经被破坏掉了，失去了数据隐藏的效果，因此这里选择的是无压缩或者无损压缩的图像格式。2．2为被隐藏的数据设计格式仅仅能够隐藏文本的隐藏算法没有太大的实用首部数据文本数据文件数据性。隐藏算法设计应可以同时隐藏文本和文件，以(长度固定为36字节)(长度与文本长度有关)(长度．腩关)满足不同的需求。为了能够将文件数据和文件数据标识符文件名数据图片宽度文本数据统一作为二进制数据来处理，需要为被隐藏的数据图片高度文件名数据校验值设计一个数据组织的格式。这类似于给某种文件设文本长度文件名长度文件数据计一个文

8、件的格式，作为文件独有的特征，也确定它文件长度文本数据的一个独有的解析方式，这样