基于博弈論的自適應圖像隱寫.pdf

1、信息隱藏是當前信息安全領域的重要研究課題之一。數(shù)字隱寫是信息隱藏的主要分支，主要應用于隱蔽通信，其目的是將秘密信息隱藏在公開的數(shù)字媒體中通過公共信道傳輸，而不引起第三方的注意。與數(shù)字隱寫相對抗的逆向分析技術稱為隱寫分析，通過分析載體、載密數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，判斷隱藏信息的存在性。數(shù)字隱寫和隱寫分析作為隱蔽通信的正方和反方，在信息對抗中快速發(fā)展。
　　自適應圖像隱寫被廣泛地認為可以較好地抵抗隱寫分析，然而用來檢測的隱寫分析算法并非專門針

2、對自適應隱寫而設計。這一認知尚未遵從Kerchhoffs準則。事實上，隱寫分析者可近似估計得到隱寫方的自適應規(guī)則信息，相應地選擇圖像嵌密位置進行隱寫分析。如何在滿足Kerchhoffs準則下設計安全的自適應圖像隱寫已成為一個重要的課題。
　　本文借助博弈論針對以數(shù)字圖像為載體的自適應隱寫展開研究。首先建立了基于LSB匹配嵌密的博弈理論分析模型，給出隱寫雙方在納什平衡點的混合策略。然后研究博弈分析結論在基于四像素差值的圖像隱寫算法的

3、實際應用，指導設計出一種新的自適應隱寫算法。
　　具體研究成果如下:
　　1)提出了二次嵌密博弈模型。通過分析博弈論在數(shù)字圖像隱寫方面的相關研究，指出他們在建立博弈模型時出現(xiàn)的漏洞，即LSB嵌密算法會使得原始載體跟嵌密載體在相同的嵌密位置具有相同的比特，攻擊者就會判斷這個位置沒嵌密。然后引入二次嵌密、計算圖像的共生矩陣來更好的區(qū)別原始載體和嵌密載體，完善Schottle等人的隱寫分析方法，再利用博弈論研究兩方的對抗關系，建立

4、符合實際應用場景的自適應圖像隱寫模型，最后通過新的納什均衡策略指導隱寫者選擇嵌密位置。
　　2)提出一種隨機非滿嵌算法。通過分析基于四像素差值的圖像隱寫算法以順序滿嵌的方式嵌入秘密信息，指出這類算法的隱蔽性不夠高，即圖像的嵌入失真會引起隱寫分析者的懷疑，進而順序地提取出秘密信息。因此我們在博弈論思想的指導下，利用Arnold變換對秘密信息的嵌入順序進行置亂，有效防止外部攻擊者按順序分析出秘密信息，提高隱寫的隱蔽性。然后再調(diào)整這類算