信息与网络安全概论(第三版) 教学课件 作者 978 7 302 21524 0k CHD10.ppt

多媒体安全(Multimedia Security) 10.1.1 图像的基本概念 一张数字图像其实是由许多个像素(Pixel)所组成。像素是构成图像的最小单位，每个像素所呈现的信息就是色彩 黑白图像中，每一个像素就只有黑与白两种颜色，因此每个像素只需要用一个位来表示颜色就足够，0代表黑色，1代表白色。 在灰阶(Gray Level)图像中，每个像素用8位来表示，因此可以表示256种不同黑白程度的灰阶图像。 彩色图像，则是利用红、绿、蓝(RGB)3原色来调色，每一种原色在数字图像中都分别用8位来表示，因此每个像素共可以表示256×256×256(224)=16 777 216种颜色。 图像的分类 10.1.2 图像的解析度 图像解析度的单位为PPI(Pixels Per Inch)或dpi(Dots Per Inch)，是指在存储数字图像时，每一英寸所包含像素点的数量。 图像尺寸、图像大小与图像解析度有如下的三角关系 ： 两张图像的相似程度就要通过图像信噪比 (Peak Signal to Noise Ratio，PSNR)来进行衡量 10.1.2 图像的解析度(续) JPEG图像的压缩流程 JPEG2000的图像压缩流程 MPEG的压缩原理 MPEG视频数据的加解密机制 常见的MPEG加密技术 DC加密法 I框架加密法 I、P、B框架加密法 考虑MPEG文件的安全等级，若该文件的安全等级较低，就只针对I框架进行加密以增进其效率；若安全等级较高，就同时对I、P或I、P、B框架进行加密，以增加其安全性。 可以将解密程序放入多媒体播放程序中，让影片位流(Video Bitstream)在缓冲器(Buffer)中就可即时运行解密程序，因此它可以不用像其他方法一样需先行将视频进行全部解密完后再进行播放。 信息隐藏技术的概念 LSB藏入法的流程 张三先将机密数据用秘密密钥密码系统或公开密钥密码系统加密。 将加密后所得到的密文，依次取代伪装图像中每个像素的“最不重要的3位”(LSB)。例如，一个灰阶度为42的像素，其二进制表示若最后三位LSB被用来藏入机密信息(101)，藏入机密后，最后该像素的像素值变 李四收到伪装图像后，依次从每个像素的“最不重要的3位”中取出加密过的机密信息。。 对所取出的密文进行解密后，便可得到机密信息。 离散余弦变换藏入法的流程 张三先将机密数据用秘密密钥密码系统或公开密钥密码系统加密。 将伪装图像做离散余弦变换。 将加密后所得到的密文，依次藏到离散余弦变换的高频交流(AC)系数中。 将藏入机密信息的频率系数，经反向的离散余弦变换后，还原成一个伪装图像。张三将此伪装图像传送给李四。 李四收到伪装图像后，先对伪装图像做离散余弦变换。 依次从高频的频率系数中取出所藏入的信息，所取出的信息为加密过的机密信息。 对所取出的密文进行解密后，便可得到机密信息。 小波变换藏入法的流程 张三先将机密数据用秘密密钥密码系统或公开密钥密码系统加密。 将伪装图像做小波变换。 将加密后所得到的密文，依次藏到小波变换的高频系数中，如HL1、LH1、HH1中。 将藏入机密信息的频率系数，经反向的小波变换后，还原成一个伪装图像。张三将此伪装图像传送给李四。 李四收到伪装图像后，先对伪装图像做小波变换。 依次从高频的频率系数中取出所藏入的密文。 对所取出的密文进行解密后，便可得到机密信息。 10.3.5 视频与声音藏入法 思想与上述的数字图像信息隐藏技术相似。数字视频可视为多张连续图像的组合，机密信息可藏于视觉不易察觉到的地方。 音频的信息隐藏技术是利用人类听觉感触不到的部分来藏匿数据，以此来达到必威体育官网网址伪装的功能。 人类对于不同音频的信号也有不同的敏感度。例如，某些音频的强度若低于人耳所能感受到的最低强度，则人耳将感受不到此声音，这就称为“耳朵遮蔽曲线”用耳朵遮蔽曲线可以找出人类所能听到音频强度的范围，然后将欲藏入的数据经过适当处理后藏到人耳所能听到的强度范围之外 。 数字水印技术 由于任何人均可以在一个媒体中加入水印，因此人人都可以宣称其拥有此媒体的智慧财产权。因此必须仰赖一个可信赖的第三者来协助确认到底谁才是一个媒体真正的所有权人。 根据藏入数字水印的位置来区分，与信息隐藏技术一样可以分为藏入空间域与藏入频率域两种类型。 空间域藏入方法是将水印直接藏在像素值的LSB中，这种方法的优点是只需要少量的运算，且不会大幅地影响图像品质，但其缺点是水印的健壮度较差，只要一些轻微的图像处理，如有损压缩、模糊、锐化等，就能破坏每个像素中LSB的值。 数字水印技术(续) 频率域的数字水印技术则是先将被保护的图像利用离散余弦变换或小波变换将图像转至频率域中，然后将水印藏到频