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基于数字图像目标轮廓的空域信息隐藏技术研究

作　者: 夏旸
导　师: 宦飞
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机技术
关键词: 信息隐藏 密钥交换 轮廓提取 公开信道
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 52次
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内容摘要


传统的加密通信大多是建立在密码学理论的基础之上,但是加密通信往往造成信息以“乱码”的形式出现,从而引起攻击者的怀疑,进而进行破解或直接破坏,导致通信安全受到损害。信息隐藏技术通过隐藏通信双方以及秘密信息的存在,达到保护重要信息的目的,近年来得到了广泛的研究。现有的信息隐藏方法通常是将秘密信息加密后嵌入至载体信息中而不被感知,然后将载密信息公布在公开的Web站点,以达到秘密通信的目的。由于载体信息的公开性和秘密信息的不可感知性,只有秘密通信的双方知晓秘密信息的存在,从而保证信息交换过程中不会引起攻击者的怀疑。然而通信双方依然需要通过密钥约定加密和隐藏的方法,因而无法回避密钥交换的问题,攻击者能够通过监听用于密钥交换的信道而得知隐秘通信的存在,从而间接得知隐蔽通信的存在。如何保证通信双方仅仅依靠公开的信道便能够完成隐蔽通信,是亟待解决的问题。本文提出了一种利用数字图像目标轮廓信息的空域信息隐藏方法,将传统密码学中关于密钥交换的思想引入到信息隐藏中,通过公钥密码算法实现密钥交换,并将密钥与图像的轮廓信息结合,从而实现了密钥与密文同时通过公开信道传输。本文具体完成了以下工作:1、设计了一种彩色图像目标轮廓检测和生成算法,该算法在彩色图像分割技术的基础上,结合线段检测方法,在不需要阈值调整的情况下检测图像中的目标轮廓;2、设计了一种将加密密钥隐藏在相对稳定的目标轮廓区域的算法,使密钥与秘密信息能够同时通过公开信道传递;3、考虑到可能遭受的隐藏分析及传输中可能出现的噪声干扰,对现有空域信息隐藏算法做出了相应的改进。通过实验证明了算法的有效性和鲁棒性。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 信息隐藏技术的研究现状  10-11
  1.3 研究的意义和所做工作  11-12
  1.4 本文的组织结构  12-13
第二章 信息隐藏技术分析  13-25
  2.1 信息隐藏的基本原理  13-16
    2.1.1 信息隐藏的概念  13-15
    2.1.2 信息隐藏的技术分类  15-16
  2.2 信息隐藏技术的评价指标  16-20
    2.2.1 主观衡量标准  18-19
    2.2.2 客观衡量标准  19-20
  2.3 空域信息隐藏的经典算法  20-24
    2.3.1 最低有效位LSB  21-23
    2.3.2 Patchwork 算法  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 彩色图像目标轮廓提取算法  25-36
  3.1 颜色空间的聚类与融合  25-29
    3.1.1 颜色空间  26-27
    3.1.2 颜色空间的转换  27-28
    3.1.3 聚类与融合  28-29
  3.2 线段检测  29-31
  3.3 轮廓合成  31-35
    3.3.1 轮廓生长方向选择  32-33
    3.3.2 错误控制及形态学后处理  33-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章 带有密钥交换的信息隐藏算法  36-74
  4.1 密钥的隐蔽传递  36-38
  4.2 嵌入区域的选取  38-41
  4.3 隐藏预处理  41-47
    4.3.1 图像的置乱  41-45
    4.3.2 秘密图像加密  45-47
  4.4 轮廓信息的使用  47-50
    4.4.1 Freeman 链码  48-49
    4.4.2 轮廓的多边形逼近  49-50
  4.5 密钥设计  50-57
    4.5.1 密钥的组成  50-52
    4.5.2 密钥的精简  52-53
    4.5.3 密钥与轮廓信息的整合  53-56
    4.5.4 密钥的嵌入位置  56-57
  4.6 轮廓提取算法的稳定性  57-59
    4.6.1 嵌入对颜色空间的影响  57-59
    4.6.2 嵌入对线段检测的影响  59
  4.7 算法性能改进  59-67
    4.7.1 算法的抗隐写分析设计  60-63
    4.7.2 算法的抗噪声特性  63-67
  4.8 实验结果及分析  67-73
    4.8.1 嵌入容量及峰值信噪比  68-70
    4.8.2 轮廓提取的有效性  70-71
    4.8.3 剪切攻击测试  71-73
  4.9 本章小结  73-74
第五章 总结和展望  74-76
  5.1 总结  74
  5.2 对下一步研究的展望  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  80-83
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书  83

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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