面向互聯(lián)網(wǎng)信息安全維護(hù)的圖像指紋化與圖像加密.pdf

1、多媒體與網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展使我們能夠儲存和分享數(shù)據(jù)和信息，比如圖像、音頻和視頻。然而為了使多媒體內(nèi)容安全免受攻擊，目前仍有一些很富有挑戰(zhàn)性的問題亟待解決。而今由于信息數(shù)字化的影響，想對多媒體進(jìn)行攻擊也比原來容易了很多。因此在數(shù)字化時代中多媒體信息安全是一個很富有挑戰(zhàn)性的問題。首先網(wǎng)絡(luò)中可能存在許多同源的被不同的失真類型污染的圖像，所以我們需要高效地從大的數(shù)據(jù)庫中找出所有的被失真污染的同源圖像，這個挑戰(zhàn)導(dǎo)致了新興技術(shù)——信息指紋化的出現(xiàn)。其次

2、必須保護(hù)信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸安全，數(shù)據(jù)隱藏是最常用的解決這個安全問題的方法，數(shù)據(jù)隱藏主要由圖像加密來實現(xiàn)。在本文中我們首先提出一種基于隨機(jī)環(huán)劃分以及抖動晶格向量量化的圖像指紋化方法，這種方法通過添加隨機(jī)性來保證圖像指紋化的安全。然后我們提出一種空域的圖像加密算法，這種算法通過考慮視覺顯著性與模式掩蔽效應(yīng)來保證信息字符串在因特網(wǎng)中傳播的安全性。最后我們提出了一種壓縮域的圖像加密方法，這種方法使用相減抖動晶格向量量化來實現(xiàn)，以用來保證圖像在因

3、特網(wǎng)中的傳輸安全。本文的主要工作如下：
　　(1)圖像指紋化必須依賴于一個或幾個密鑰來保證信息的安全，所以我們提出了一種基于隨機(jī)環(huán)劃分以及抖動晶格向量量化的圖像指紋化方法，這種方法通過添加隨機(jī)性來保證圖像指紋化的安全。首先用隨機(jī)環(huán)劃分方法以及一個密鑰來提取特征。然后使用抖動晶格向量量化方法來量化提取的特征。最后我們得到一個由90個二進(jìn)制字節(jié)組成的指紋來代表一幅圖像。實驗結(jié)果表明文中提出的圖像指紋化方法與現(xiàn)存的圖像指紋化方法相比在魯

4、棒性、鑒別性、運行時間和簡潔性上均有了較大提高。
　　(2)最近的一些圖像加密方法開始考慮人眼視覺系統(tǒng)的感知特性，這一特性經(jīng)常由邊緣檢測來表示。根據(jù)視覺注意力的知識在一幅圖像中存在感知顯著性區(qū)域。并且人眼視覺系統(tǒng)對于不同的對比度以及不同的圖像結(jié)構(gòu)的敏感程度不同，也就是圖像掩蔽效應(yīng)。為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)嵌入的安全性，我們提出了一種考慮視覺顯著性與模式掩蔽效應(yīng)的圖像加密算法。首先對輸入圖像進(jìn)行顯著性與敏感性檢測。然后選擇合適的下限值和區(qū)域來嵌

5、入秘密數(shù)據(jù)。最后使用最不重要字節(jié)匹配再訪問算法來嵌入數(shù)據(jù)以得到隱寫圖像。實驗結(jié)果表明論文提出的方法能夠改善圖像質(zhì)量和圖像的隱藏載荷，并且這一方法能夠抵擋視覺和數(shù)據(jù)攻擊。
　　(3)在壓縮域使用向量量化的圖像加密方法最近得到了廣泛應(yīng)用，因為它可以壓縮秘密圖像從而提高封面圖像的隱藏載荷。本文提出了一種新的相減抖動晶格向量量化算法。為了隱藏更多信息，將加密圖像中的一個向量用相減抖動晶格向量量化算法映射為它的最近鄰晶格點。首先使用相減抖動