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10 信息安全新技术 东北大学信息科学与工程学院 计算机软件与理论研究所 Contents 10.1 信息隐藏与数字水印技术 10.2 电子投票 10.3 计算机取证技术 10.4 无线传感器网络安全技术 10.1 信息隐藏与数字水印技术 10.1.1 信息隐藏 10.1.2 数字水印 10.1.1 信息隐藏 信息隐藏与信息加密都是对信息进行保护的手段，信息隐藏技术继承了传统加密技术的一些基本思想，但两者采用的对信息进行保护的手段不同。 信息加密是把有实际意义的明文信息加密为随机的可能没有任何意义的密文，窃听者可能得到密文但无法解密。 信息隐藏是把一个有意义的信息隐藏在另一个称为载体（Cover）的信息（如图片）中得到隐秘载体（Stego Cover）。 结合加密术和信息隐藏技术 先对消息message 加密得到密文message’,再把message’隐藏到载体cover中。 这样攻击者要想获得消息，首先要检测到信息的存在，并知道如何从隐秘载体 stego cover中提取message’以及如何解密message’。 结合加密术和信息隐藏技术 10.1.2 数字水印 多媒体产品属于数字产品，由于数字信息具有的可复制性，发布到网上的多媒体产品的版权问题令人担忧。传统密码技术无法达到版权保护的要求。数字水印技术的出现使多媒体产品的版权保护成为可能。 数字水印（digital watermark）技术，是指在数字化的多媒体信息中嵌入不易察觉的信号，在需要的时候可通过特定的算法，将此隐藏的信号提出以用来确认身份的技术。它的核心是信息隐藏技术。 数字水印的应用 (1)? 版权确认：将作者的版权信息作为水印加入到公开发布的作品中，当出现版权纠纷时根据水印来确认作品的所有权。这类水印要求能够经受各种常规处理。 (2)?身份确认：不同用户的多媒体作品中加入不同的水印信号，这类水印要求可以经受诸如伪造、去除水印的企图。 (3)?完整性确认：用来鉴别多媒体信息是否被修改 (4)?内容保护：加入可见水印的作品为购买者提供了作品的展示，使作品失去商业价值。 (5)?标记与注释：这类水印不起到对信息的必威体育官网网址作用。它只是把作品的信息隐藏到作品当中，起到标记与注释的作用。 数字水印的分类 按水印的载体不同分类：可分为文本水印、图像水印、音频水印和视频水印。 按水印的用途分类：可分为版权保护可见水印、隐藏标识水印等 。 按健壮性分类：可分为鲁棒水印和易损水印 。 按嵌入位置分类：可分为空域/时域水印和变换域水印 。 数字水印系统模型 数字水印的嵌入模型 数字水印的提取模型 数字水印的嵌入模型 数字水印的提取模型 几种具体的水印系统 在变换域中嵌入的水印信号能量可以分布到空域的所有像素上，有利于保证水印的不可见性。在变换域中，视觉系统的某些特性可以更方便的结合到水印编码过程中。 基于离散余弦变换（DCT）的数字水印系统 基于小波变换（DWT)的数字水印系统 基于DCT的水印系统 基于DCT的水印系统是将原始信息经过DCT变换，对变换后的系数嵌入水印信息，再进行逆 DCT变换，得到含有水印的图像。 水印的提取也是在DCT之后的相应系数中提取。 基于小波变换的数字水印系统 小波变换是新兴的一个信号分析理论，是一种新的可达到时(空)域或频率域局部化的时(空)—频率域分析方法,具有许多其它时(空)—频率域分析理论所不具备的优良特性。 小波变换的基本思想是将图像进行多分辨率分解，分解成不同空间、不同频率的子图像，更加符合人眼的视觉机制。 基于小波变换的水印系统是将原始图像经过小波分解后，根据一定的算法选择一些子图嵌入水印信息，再进行小波重构生成含水印的图像 水印的提取是将待侧信息经过小波分解后，在相应子图中提取。 灰度图像 灰度文件可以看作一个二维矩阵，其元素由0到1之间的数构成，0代表黑色，1代表白色，他把颜色从黑到白分成256种颜色。灰度文件中的元素值代表该像素的黑白程度。 RGB图像 RGB 图像中的每个像素由红、绿、蓝三种颜色共同组成。如果说灰度图像可以看作一个二维数组，那么RGB图像可以被看作一个三维矩阵，它由三个二维矩阵构成。 索引图像 索引图像是一类特殊图像，它可以看作两个二维矩阵。其中一个矩阵与灰度图像的矩阵相似，它的元素由0到255之间的整数构成；另一个矩阵是一个255行3列的矩阵，每行代表一种颜色。 水印图像 声音文件的水印嵌入 声音文件可以看作一个n行1列的向量，因此可以考虑用对图像加水印的方法来处理声音文件，不同的只是要对向量进行转换将它转换为适当的矩阵。 数字水印的检测 X:源图象, X1: 被检测图像 1. 由源图像得到水印 w 2. 对源图像和被检测图像分别进行小波分解，通过其近似分量得到准水印 w