基于三维离散余弦变换的鲁棒彩色图像水印算法_熊祥光
数字内容安全原理与应用复习资料
第一大题：名词解释（1-9为重点） 1.隐秘信道：指允许进程以危害系统安全策略的方式传输信息的通信信道。利用计算机系统中的未使用和保留的空间，利用计算机系统中的隐通道，利用密码协议中的阈下信道。 2.隐写术：把秘密消息隐藏于其他信息当中，其中消息的存在形式较为隐秘。隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送消息，因此它的主要要求是不被检测到和大容量等。 3.数字水印：数字水印是指嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像，文字，符号，数字等一切可以作为标识和标记的信息；其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹（追踪发布多份拷贝）和完整性保护等。 4.数字指纹：每个水印都是一系列编码中唯一的一个编码，即水印中的信息可以唯一地确定每一个数字产品的拷贝，因此，称它们为指纹或标签。 5.脆弱水印：脆弱水印是一种在数字图像作品发生任何形式的改变时都无法检测出来的水印。 6.可见水印：电视屏幕左上角的电视台的台标是肉眼可以看见的水印，即可见水印。 7.嵌入域：指数字水印嵌入时载体的组织形式，一般有空间域和变换域。 8.盲隐藏：若在提取隐藏信息时不需要利用原始载体，则称为盲隐藏。 9.索引图像：是一种把像素值直接作为RGB 调色板下标的图像。索引图像可把像素值“直接 映射”为调色板数值。 10.数字内容：以数字形式存在的文本、图像、声音等信息，它可以存储在如光盘、硬盘等数字载体上，并通过网络等手段传播。 11.对称密钥加密：又叫专用密钥加密，即发送和接收数据的双方必须使用相同的密钥对明文进行加密和解密运算。 12.公钥加密：又叫非对称密钥加密，用两个密钥：一个公共密钥和一个专用密钥。用户要保障专用密钥的安全；公共密钥则可以发布出去。用公钥加密的信息只能用专用密钥解密。 13.空域信息隐藏技术：指在图像、视频、音频等载体的空间域上进行信息隐藏。通过直接改变宿主媒体的某些像素值（采样值）来嵌入数据。 14.变换域信息隐藏技术：信息隐藏过程是在变换域中进行的。借助信号进行正交变换后能量分布的特点，在变换域中进行信息隐藏，可以较好的解决不可感知性和稳健型的矛盾。 15.可逆数字水印：数字水印提取后，原宿主信息能无损恢复的数字水印方案被称为可逆数字水印。 16.LSB：即最不重要比特位。基于LSB的数字水印算法就是将水印信息嵌入到图像每个像素的最后一位，对图像效果影响很小。 17.鲁棒性：指数字图像经过一些处理、数字图像数据发生一定程度的变化后，版权所有者仍然可以证明水印的存在。 第二大题简答题（1-3题为重点） 1.数字图像有哪几种置乱算法，每一种算法有哪些特点？ 答：①Arnold变换：可以看作是裁剪和拼接的过程。通过这一过程将离散化的数字图像矩阵中的点重新排列。由于离散数字图像是有限点集，这种反复变换的结果，在开始阶段s中像素点的位置变化会出现相当程度的混乱，但由于动力系统固有的特性，在迭代进行到一定步数时会恢复到原来的位置，所以保密性不高。 ②基于色彩空间的置乱加密技术是通过置乱原始图像象素的灰度值或色彩值，起到扰乱原图信息的目的。比如基于灰度变换的置乱加密方法，其思想来源于数字图像处理中的灰度直方图变换。 ③采用密码学加密算法对图像灰度进行变换，研究空间更广泛，算法运行时间较短。人们意识到置乱加密技术不仅可以考虑将图像的像素位置置乱，像素灰度值也可以进行置乱处理，因此提出了准逆序置乱和准抖动置乱，这是针对数字图像灰度空间中两种变换的置乱加密。在图像信息隐蔽存储与传输中具有重大的应用价值。
图像水印算法源代码
M=256; %原图像长度 N=32; %水印图像长度 K=8; I=zeros(M,M); II=zeros(K,K); B=zeros(M,M); Idct=zeros(K,K); D=zeros(M,M); %读取原图像 I=imread('33.png'); subplot(2,2,1); %显示原图像 imshow(I); title('原图像'); %产生水印序列 randn('seed',10); mark=randn(1024,1); subplot(2,2,2); plot(mark); title('水印序列'); %嵌入水印 T=1; for m=1:N for n=1:N x=(m-1)*K+1; y=(n-1)*K+1; II=I(x:x+K-1,y:y+K-1);%将原图分成8*8的子块 Idct=dct2(II);%对子块进行DCT变换 if x==1&y==1 alfa=0.002; else alfa=0; end B=Idct*(1+alfa*mark(T));%嵌入水印 Bidct=idct2(B);%进行DCT反变换 I(x:x+K-1,y:y+K-1)=Bidct; T=T+1; end end subplot(2,2,3); imshow(I);%显示嵌入水印后的图像
title('tu');imwrite(I,'嵌入后的图像.bmp'); %进行相关性比较 figure; for i=1:50 if i==10; mark2=mark1'; else mark2=randn(1024,1); end %计算相关值 c=(mark2'*mark)/sqrt(mark2'*mark2); stem(i,c); hold on; end
数字水印算法介绍
数字水印算法列举 湖南科技大学计算机科学与工程学院 ①基于LSB 的数字水印方案（空间域、不可逆、不可见和盲检测） 嵌入步骤： （1）先把水印信息转化为二进制比特流I。 （2）根据I的长度生成密钥K，并且严格保存。密钥K是对图像载体像素位置的一个映射。 （3）把I中的每一位依次根据密钥K，置换掉原始载体图像中相应位置的像素最后一位。提取步骤： （1）根据严格保存的密钥K遍历嵌入了水印的图像中的相应像素，提取出最后一位。 （2）将提取出来的每一位重新组合成水印信息。 ②基于差分扩展的数字水印方案（变换域、可逆、不可见和盲检测） 嵌入步骤： （1）将图像M分成像素点对（x，y），将水印信息转化为二进制比特流,比特流的每一位用m 表示。 （2）根据水印信息比特流的长度随机生成信息的嵌入位置k作为密钥信息严格保存。（3）对图像M计算均值l和差值h：?????-=+=y x h y x floor l 2(（floor表示向下取整） （4）将水印比特信息m以差值扩展的方法嵌入到差值h中：m h h +?='2（5）将得到的h '代入（3）中，得到新的图像像素对，形成嵌入秘密信息后的图像C。提取步骤： （1）将图像C分成像素点对（x，y），读入密钥信息K。 （2）将图像C依旧按照嵌入步骤中的（3）式计算均值l和差值h。 （3）根据密钥k找到相应位置，提取差值h的最后一位比特信息m，再将差值h进行变换得到1>>='h h 。 （4）将提取到的比特信息m进行组合可以恢复水印信息，将得到的h '代入嵌入步骤的（3）中计算新的图像像素对可以恢复原始图像载体M。 ③基于直方图修改的数字水印算法（空间域、可逆、不可见和盲检测） 嵌入步骤：（1）找到直方图的零点z和峰值点p，将z v p <<的像素值v自加1。 （2）漂移后的直方图v=p处即为嵌入水印的位置，将水印信息转化为二进制流并记为k，按顺序嵌入，即k v v +='；（3）得到的由像素值v '组成的图像就是嵌入秘密信息后的图像。同时p、z以密钥的形式保存。 提取步骤： （1）读取密钥，得到p、z的值。 （2）遍历图像的每个像素，当像素v=p时，提取信息0并保持数据不变；当v=p+1时，提取信息1并将数据减1。 （3）当v