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隐写术的理论安全性及安全性限制下的隐写容量分析

作　者: 曹佳
导　师: 刘文芬
学　校: 中国人民解放军信息工程大学
专　业: 密码学
关键词: 信息隐藏隐写术网络信息论假设检验随机编码率失真理论隐写容量
分类号: TN918
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 201次
引　用: 5次
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内容摘要

本文较系统和深入地研究了隐写术的理论安全性和安全性限制下的隐写容量等问题。隐写术是信息隐藏的一个重要分支,它通过隐藏信息的存在来获得通信的安全。因此,安全性是隐写术研究的一个重要问题,同时也是其应用的一项重要指标。另一方面,隐写术作为一种隐秘通信手段,其载体所能隐藏的最大消息率——隐写容量,一直以来都是人们所密切关注的问题。然而,与一般通信系统不同,隐写术对安全性有其特殊的要求,所以安全性限制下的隐写容量问题更是一个全新且令人挑战的课题。它们的研究将对隐写算法和隐写检测算法的设计均具有极其重要的意义。本文首先运用信息论和假设检验理论对隐写术的检测问题进行研究,将隐写检测过程划分为检测隐秘通信和检测载密对象两个阶段。对于隐秘通信检测,在给定弃真概率条件下,得到了最小纳伪概率随观测数据量n负指数级收敛;而对于载密对象检测,分析了两类错误概率及整体错判概率等指标。在此基础上,本文改进了Cachin关于隐写术安全性的定义,定义了隐写系统的强ε—安全性;另一方面,又从隐写检测的错判概率角度,对文献[7]中安全性定义进行扩展,定义了隐写系统的弱ε—安全性。进一步,本文对两种安全性度量之间的关系进行了研究,并得出结论:强ε—安全隐写系统必满足弱ε^1/2—安全。对于攻击者已知部分边信息情形下的安全性问题,本文也作了相应的研究,并分析了攻击者获得一些特殊边信息情形下隐写系统的安全性。本文最后运用网络信息论中率失真及随机编码等理论对安全性限制下的隐写容量问题进行了研究。利用强联合典型序列方法得到了隐写容量的下界,并在特定条件下给出了隐写容量的上界。研究结果表明:在没有安全性限制下,本文的结果与Moulin关于一般信息隐藏系统容量的研究结果一致;而Moulin关于绝对安全条件下的隐写容量分析结果只是我们在此情形下的特例。此外,本文还对当前较流行的一种基于图像的隐写算法——LSB随机嵌入算法的信息传输率及隐写容量进行了研究,发现二者之间存在着一定的差距。

隐写术的理论安全性及安全性限制下的隐写容量分析

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