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21世纪的社会是信息化社会。互联网技术的发展使得人们能便捷交流和资源共享。然而,伴随着信息化社会的发展,信息安全问题日益突出,引起了国内外专家、政府机构的关注。目前信息安全领域的研究内容主要包括信息加密和信息隐藏两种技术。不同于传统的加密技术,信息隐藏技术是将密码信息隐藏到公开的文字、图像、音频、视频等数字媒体中,实现秘密信息的可靠传递或版权保护的目的。信息隐藏技术发展至今,已经有两种较为成熟的技术:数字水印和密写。数字水印主要是为了保护数字信息版权,而密写通过将秘密信息隐藏在公开的媒介中使攻击者难以发现秘密信息的存在,主要是实现保密通信。
本文主要研究的是密写和密写分析。由于密写和密写分析始终是在对立中发展。所以,近几年来不断有新的密写算法和密写分析算法产生。本文首先对密写和密写分析的国内外研究现状做了概括地描述;然后介绍了密写和密写分析的基本原理和基本知识;接着介绍了两种BPCS(bit-plane complexitysegmentation,位平面复杂度分割)密写算法,密写分析显示,虽然BPCS算法有很好的视觉隐蔽性和较高的嵌入量,但是原始BPCS密写算法无法抵抗统计分析,而改进的BPCS密写算法无法抵抗局部分析。采用位平面复杂度直方图统计和不连续性测度统计方法能够有效检测出秘密信息的存在。因此这两种算法存在安全漏洞。于是本文提出了一种新的基于动态阈值的BPCS算法,该算法不仅能抵抗整体统计分析,还能抵抗局部统计分析。实验结果显示,此算法在视觉隐蔽性上有所提高,但嵌入量有稍微减少,总体来说性能较前两种密写算法性能有所提高,且克服了前两种算法存在的安全漏洞。最后,本文提出了一种基于相邻位平面元素的密写预处理算法,它结合了密写和加密两种技术,利用载体图像的位平面的元素特点,对密写进行预处理。