可抗样本对分析的高位空域隐藏方法技术

可抗样本对分析的高位空域隐藏方法，信息隐藏技术是近年来信息安全领域一个新的研究方向，该技术是将秘密信息隐藏在其他载体中，使人察觉不到，从而保证了秘密信息的安全。在大小为Ｎ↓［１］×Ｎ↓［２］的载体灰度图像中，找出可以进行高位隐藏的像素点，将大小为Ｍ↓［１］×Ｍ↓［２］的待隐藏秘密图像转换成二进制信息流，通过逻辑斯蒂（－音译Ｌｏｇｉｓｔｉｃ）混沌映射判断将这些二进制信息流隐藏在载体图像的第几位，Ｌｏｇｉｓｔｉｃ混沌映射公式为Ｚ↓［ｎ＋１］＝４Ｚ↓［ｎ］（１－Ｚ↓［ｎ］），其中Ｚ↓［ｎ］∈（０，１），若秘密信息和该位信息相同，不进行替换，若不相同，进行替换，并进行必要的补偿算法，使像素点变化的范围控制在４个像素之内，重复此过程，直到所有信息都隐藏结束。本发明专利技术用于信息隐藏技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高位空域隐藏方法，尤其涉及一种抗样本对分析的高位空 域隐藏方法。
技术介绍
信息隐藏技术是近年来信息安全领域一个新的研究方向，该技术是将秘密 信息隐藏在其他载体中，使人察觉不到，从而保证了秘密信息的安全。在图像 隐藏算法中，按嵌入域分类可分为空域和变换域隐藏。在基于空间域的图像信 息隐藏技术中，最低有效位(LSB)算法隐藏容量大、易于实现，但是隐藏位 置不可靠，鲁棒性很差，以至于近年来出现了很多针对LSB隐藏的分析方法， 如经典的SPA(样本对分析)和RS等分析方法。而后人们提出了基于图像最高有 效位的HB算法，与LSB算法相比其鲁棒性有了较大提高，但隐藏量只能达到 载体图像的30%; 2005年，朱从旭在提出将各水印比特随机嵌入到像素点的某 一中间比特位，并采用最小化像素改变量的优化策略，使鲁棒性有了更大的提高， 但即使是优化之后的像素值仍然与原图像可能存在较大变化，在视觉上会产生 一定的影响。2007年，本案专利技术人于晓洋提出了一种图像空域最重要比特位隐 藏的HSBH方法，该方法将高4位作为隐藏对像，经过优化算法之后使像素值 的变化量小于4，从而保证视觉效果，并且嵌入信息量最大可达图像大小的50%, 同时鲁棒性没有降低，是一种较好的空域高位隐藏算法。但是HSBH算法实际 上并不能抵抗SPA分析，用SPA分析方法可以准确地判断出图像是否含有信息， 同时可以准确地判断其隐藏容量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可抵抗SPA分析的高位空域信息隐藏方法，该方 法是对HSBH算法的改进。在保证图像质量的同时，可以有效抵抗SPA分析， 使SPA分析无法检测出图像是否含有秘密信息。上述的目的通过以下的技术方案实现， (1)在大小为& xN2的载体灰度图像中，找出可以进行高位隐藏的像点，将大小为M^M2的待隐藏秘密图像转换成二进制信息流，通过逻辑斯蒂 (Logistic)混沌映射判断将这些二进制信息流隐藏在载体图像的第几位，Logistic混沌映射公式为Zn+1 =4Zn(l_Zn)，其中4￡(0,1)，若秘密信息和该位信息相同，不进行替换，若不相同，进行替换，并进行必要的补偿算法，使像素点变化的范围控制在4个像素之内，重复此过程，直到所有信息都隐藏 结束；(2)为了抵抗样本对分析，对隐藏有秘密图像的载体图像动态选取区域， 区域中的奇数像素值减1,偶数像素值加1，使Z 与J7即在修改后的修改域中，的2w+l值减小，2m+l2m+32m+32w+l值增大，这样可消除2w+l与^"中的样本对互换， ，所以修改后，图像 的偏离度。2m+l所述的，步骤2中X2W+1表示原始图像中样本对两像素值的差的绝对值等于力"+ 1 ，且两像素值中偶数较大的集合， 《^3表示原始图像中样本对两像素值的差的绝对值等于2w + 3 ，且两像素值中 奇数较大的集合，表示隐藏有信息的载密图像中样本对两像素值的差的 绝对值等于2^ + 1，且两像素值中偶数较大的集合，^2^+1表示载密图像中 样本对两像素值的差的绝对值等于2附+1,且两像素值中奇数较大的集合，^"'" 表示载密图像中样本对两像素值的差的绝对值等于2附+ 3 ，且两像素值中奇数较大的集合2m+表示A"."的势；2附+l表示^'"的势；X2m + l2;w+3表示改进后图像^"'"的势;2m+l表示y^"的势；2w+3表示"m + l的势；势；所述的，高位隐藏代表像素值的5、 6、 7、 8位，即高4位。所述的，所述的必要的补偿算法是当 某像素点在某一位隐藏信息而改变像素值时，保持该隐藏位不变，调节其他7 位，使像素值的变化范围控制在4个像素以内。所述的，所述步骤(1)的通过Logistic 混沌映射判断将秘密信息二进制流隐藏在载体图像的第几位，是通过给定 Logistic映射的序列初值Z。，使Logistic映射迭代M^M^S次。Logistic映射依次迭代得到Zn， ne[l，M,xM2x8。Zn< 0. 25时，k = 5 ;0. 25 $Zn < 0. 5时， k = 6 ; 0. 5^Zn< 0. 75时，k = 7 ; 0. 75 ^Zn < 1时，k=8。所述的，所述步骤(2)的区域选择应该使与的差值尽可能的小，越小越能自然图'象，其中l附sy并集，i r r'表示J 2/n + l2m+l使载密图像统计特性接近表示义2w+l在i， j范围的--水在范围的一个并集。 这个技术方案有以下有益效果1. 高位空域隐藏在保证抗攻击能力的同时，可以提高隐藏容量。2. 本专利技术方法可以抵抗SPA分析的攻击，具有技术上的突破。3. 本专利技术将信息隐藏在像素点的高位，相比与低位隐藏具有更强的鲁棒性。在遭受到剪切或噪声等攻击的时候，隐藏在低位的信息有可能被剪切掉或 者被修改，而隐藏在高位的信息就不会受到干扰。4. 本专利技术空域隐藏相比于频域隐藏具有更大的隐藏容量。而隐藏容量是衡 量隐藏算法的一个重要指标。5. 本专利技术当信息隐藏时，虽然对像素值进行一定的修改，但是修改后的图 像没有发生明显变化，在视觉上是不能觉察到的。6. 本专利技术通过对载密图像进行奇偶像素值的加减1操作，使隐藏后的图像 接近于正常图像的统计特性，这可以有效抵抗SPA分析的检测。附图说明附图1是抗SPA分析的高位空域隐藏方法的流程图； 附图2是对HSBH算法进行SPA分析的8幅原始图像； 附图3是原始图象；附图4是对HSBH算法进行SPA分析的秘密图像；附图5是原始载体图像；附图6是秘密图像；附图7是经过HSBH隐藏后的图像；6附图8是经过改进后的可抵抗SPA分析的图像。具体实施例方式图1是抗SPA分析的高位空域隐藏方法的流程图；本专利技术的抗SPA分析的 高位空域隐藏方法包括以下步骤(1) .选取载体灰度图像F — f(i,j)Bi^N, ，Bj^N2}，其中(i，j)代表图 像的像素点坐标，f(x， y)代表相应位置的像素值；找出可以进行隐藏的像素 点。能隐藏的点就是像素点的灰度值在如下的15个区间，, [236,243。只有在这些区间上的点，隐藏之后通 过补偿算法才可以使像素值的变化控制在4个像素以内，在视觉上观察不到；(2) .将秘密信息图像W = {w (i, j ) 1 S i 2 M, ，1《j S M2}转换成二进制形式；(3) . L0gistiC混沌映射公式为Z。+^4Zn(l — Zn),其中ZnG(0，l);给定Logistic混沌映射的初值Zo ，使Logistic映射迭代M^M^S次。Logistic映 射依次迭代得到Zn ，由Zn确定该位信息隐藏到第几位k: Zn<0.25时，k = 5;0.25^Zn<0.5时，k= 6 ; 0. 5^Zn< 0. 75时，k = 7 ; 0. 75 5Zn < 1时，k=8并求出f(x， y)的第k比特位。(4) .隐藏有信息的载密图像记为F'4f'(i,j)l^"N，，l纠^Nd ，若 w(i，j)n =f(x， y)的第k位，则取f'(x， y) = f(x， y);否则在相应的灰度区间 内调整。例如将w(l,l)-l隐藏到f(U)"28 (即二进制1000 0000)的第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可抗样本对分析的高位空域隐藏方法，其特征是：　（１）在大小为Ｎ↓［１］×Ｎ↓［２］的载体灰度图像中，找出可以进行高位隐藏的像素点，将大小为Ｍ↓［１］×Ｍ↓［２］的待隐藏秘密图像转换成二进制信息流，通过逻辑斯蒂混沌映射判断将这些二进 制信息流隐藏在载体图像的第几位，Ｌｏｇｉｓｔｉｃ混沌映射公式为Ｚ↓［ｎ＋１］＝４Ｚ↓［ｎ］（１－Ｚ↓［ｎ］），其中Ｚ↓［ｎ］∈（０，１），若秘密信息和该位信息相同，不进行替换，若不相同，进行替换，并进行必要的补偿算法，使像素点变化的范围控制在４个像素之内，重复此过程，直到所有信息都隐藏结束；　（２）为了抵抗样本对分析，对隐藏有秘密图像的载体图像动态选取区域，区域中的奇数像素值减１，偶数像素值加１，使Ｘ′↓［２ｍ＋１］与Ｙ′↓［２ｍ＋３］中的样本对互换，即在修改后的修改域 中，｜Ｘ″↓［２ｍ＋１］｜＝｜Ｙ′↓［２ｍ＋３］｜，｜Ｙ″↓［２ｍ＋３］｜＝｜Ｘ′↓［２ｍ＋１］｜，所以修改后，图像的｜Ｘ″↓［２ｍ＋１］｜值减小，｜Ｙ″↓［２ｍ＋１］｜值增大，这样可消除｜Ｘ′↓［２ｍ＋１］｜与｜Ｙ′↓［２ｍ＋１］｜的偏离度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于晓洋，张健，陈宇，任洪娥，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]