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随着通信、信号处理和计算机网络技术的发展,特别是Internet在世界范围内的无缝连接,信息隐藏技术得到日益重视和迅速的发展。科研成果层出不穷,许多企业也相继开发出用于版权保护的数字水印产品。一些特殊的群体已经利用大众媒体将一些重要的信息隐藏在网络多媒体数据中秘密传输,形成了所谓的“潜信道”。这一研究领域的兴起,给信息安全注入了新的活力。 针对不同宿主信号的特点和不同的用途,信息隐藏技术千变万化。这种变化不仅仅是算法上的变化,更重要的是借助了密码学中的密钥,将现代密码技术与信息隐藏技术相结合,大大增强了隐藏信息的安全性,使攻击者难以发现秘密通信信道,更难以获取可进一步分析研究的素材。 本论文的研究工作是国家自然科学基金项目“数字音频中高度稳健的数据隐藏技术”、上海市重点学科建设项目“互联网环境下的多媒体编码与信号处理技术”以及上海市博士点基金项目“基于图像统计特性和密码术的数字水印新技术研究”的一部分,侧重于对数字音频信号和静止图象中数据隐藏进行盲检测分析和主动攻击的研究。 信息隐藏及其攻击是当代信息战的重要内容,对于网络时代的信息安全具有特别重要的意义。作为一项特殊的工作,如何开展隐藏信息的盲检测分析研究和主动攻击,本课题做了一些有益的尝试。论文首先概述信息隐藏及其攻击技术以及国内外的研究现状,然后针对以隐蔽通信为目的的信息隐藏技术为研究对象,深入探讨了信息隐藏对宿主信号的修改实质,针对某些常用的信息隐藏方法提出相应的分析和攻击策略。主要研究成果和创新点有以下三个方面: 1、作为检测隐蔽信息存在性的基础,对信息隐藏重要指标之一的隐蔽性度量进行研究。通过分析常规均方误差存在的不足和针对人的视觉效应,提出了加权均方误差(WMSE)度量图像失真度。理论分析和实验表明,这一方法用于衡量信息嵌入和某些图像处理所导致的图像失真时,比一般MSE方法更接近主观评价的结果,可以作为评价信息隐藏嵌入算法隐蔽性能的一个有效工具。 上海大学博士学位论文 2、在数字水印或隐蔽通信存在性的盲检测方面,本文基于数据时(空)域局部相关特性提出了3个性能互补的统计判别准则,用于对视听觉无差异的两个样本进行检验,以辨别其中哪一个可能携带隐蔽信息,取得了满意的判别准确率。 3、针对变换域中的量化索引调制(QIM)信息隐藏方法的基本特征,提出了有力的攻击方法。不仅成功地删除了嵌入的信息,而且对嵌入所引起的宿主信号失真实现了一定程度的补偿。这一方法可成为对敌对隐蔽通信进行主动攻击的有效手段之一。 论文最后对现代密码技术与信息隐藏技术的有机结合以提高安全性等问题作了简要的论述,对有关领域进一步研究进行了展望。