隐写分析算法的量化评估方案
第37卷增刊(I)
2007年9月
东南大学学报(自然科学版)J OURNAL O F S OUTHE A S T UN I VER SITY (Natural Science Ed iti on ) Vol 137Sup (I)Sep t .2007
隐写分析算法的量化评估方案
邓诗智 刘九芬 张卫明
(解放军信息工程大学信息工程学院,郑州450002)
摘要:根据隐写分析算法的特点和应用需求,结合ROC 分析,提出了一个隐写分析算法的量化评估方案.包含4个评估指标,涉及算法的可靠性和准确性、适用性、分类代价和计算复杂度.并研究算法达到有效检测时,对应载密对象的最小嵌入率,分析了影响计算复杂度的因素,提出了样本量分析,并针对实际应用对虚警率和漏报率的不同需求,提出了分类代价分析.量化评估结果对于改进和应用算法具有参考意义,根据结果可以对算法的优劣进行多方面的比较,从而确定出最优的算法.
关键词:算法评价;隐写分析;ROC 分析;LS B 替换
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2007)增刊(I )20076205
Scenar i o of quan tita ti ve eva lua ti on for stegana lyti c a lgor ithm s
D eng Shizhi L iu J iufen ZhangW ei m ing
(Inf o r mati on Engineeri ng Institute,PLA I nfor m ati on Engineering Un i versity,Zhengzhou 450002,Ch i na)
Abstra c t:According to charac teristics of steganalytic alg orithm s a swe ll as the need of app lication,a sce 2nari o of quantitative evaluati on is put f or wa r d c om bining r eceiver operating charac teristic (ROC )ana ly 2sis .The scenari o contains four evaluati on rules relating to reliability and veracity,app licability,cla ssif 2ying cost and computing comp lexity of steganalytic algorithm s .Mini m um embedded r a ti os which algo 2rithm s can de tec t efficiently and the factor which influence s computing comp lexity of algorithm s are dis 2cussed.Accordingly,analysis of sa mp le size is advanced.To adapt dif ferent require m ent in false a lar m rate (F AR )and fa lse detecti on rate (F DR ),analysis of classifying cost is a ls o put for wa r d.Evaluation results a r e good reference to apply and i mp r ove stegana lytic algorithm s .Further more,the results can be used f or comparing alg orith m s diff e r ent sides s o that the best algorithm can be dete r m ined.
Key wor ds:arithme tic evaluati on;steganalysis;receiver operating cha r acte ristic (ROC )analysis;least
significant bit (LS B )r ep lace m ent
收稿日期22 基金项目国家自然科学基金资助项目(63)、河南省自然科学基金资助项目(53) 作者简介邓诗智(8—),男,硕士;刘九芬(联系人),女,博士,副教授,j f @63信息隐藏作为信息安全领域的一个新的前沿技术,已经成为信息技术领域研究的热点.数字隐写(steganogra phy)和隐写分析(steganalysis)是信息隐藏技术的重要分支.前者是将秘密消息隐藏在载体中进行传送而不引起第三方怀疑,达到隐蔽通信的目的.后者是对隐写的攻击,即检测、提取、还原/破坏隐藏的秘密信息.隐写已成为保密通信的有效手段,但隐写也会被敌对势力利用,成为危害国家政治、经济安全的工具(媒体对此已有诸多的报道).目前互联网上已经出现了两百多种隐写软件,而且利用这些软件不需要高深的专业知识.因此隐写分析是一个紧迫的研究领域.
到目前为止,在隐写分析领域中开展的研究基本上集中于对隐蔽信息的检测,并且已经提出了大量的隐写分析算法.一方面,由于受实验环境的限制,当前各种各样的隐蔽信息的检测方法往往只是对几幅、几十幅或者几百幅图像进行实验验证.由于图像的多样性和复杂性,这样的实验结果往往是不可靠的.另一方面,不同的应用需求对隐写分析算法的性能的要求也不相同.量化评估这些算法不仅可以得到算法在不同指标上的性能,还可以揭示算法的不足,从而提供改进方向.进一步,根据实际应用需求,选择最佳的算法或者算法集合进行隐写分析:20070720.
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