信息熵视角下的密文图像信息隐藏研究 - 科研在线.DOC

信息熵视角下的密文图像信息隐藏研究 重庆大学博士学位论文 学生姓名： 指导教师： 教 授 专 业：计算机科学与技术 学科门类：工 学 重庆大学计算机学院 二O一年月 Study on A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Docter’s Degree of Engineering By Li Ming Supervised by Prof. Xiao Di Specialty: Computer Science and Technology College of Computer Science of Chongqing University, Chongqing, China April 2014   摘 要 ① 改进了直接在密文图像上进行信息隐藏的典型算法。改进方案打破了原方案对图像分块的思想，取而代之的是一种随机扩散的思想。此外，通过精确预测的方法提高了波动函数的精确性。在进一步的改进方案中，我们证明了在图像中所有像素都嵌入信息的可行性，并设计了更适合的波动函数，取得了性能上的进一步提高。 ② 块压缩感知是一种对图像进行有效采样的技术，并且具有对图像同时进行压缩和加密的双重效果。结合已有的工作，我们提出了一种基于块压缩感知图像的直接在密文图像上进行信息隐藏的算法。 ③ 提出了基于同态加密机制的、能同时保证可逆性和可交换性的、直接在密文域上进行的信息隐藏算法。解决了两个现有方案中难以克服的问题：一是直接在完全的密文域中进行信息隐藏；二是可逆性，即嵌入信息能够准确无误地提取并且宿主图像也能够完美地恢复。 ④ 提出了一种新的可交换零水印机制。不仅水印嵌入和图像加密可交换，而且水印提取和图像解密也可交换。水印信息隐藏可以直接在完全加密的图像上进行，而且不会对图像质量有任何影响。而在其它相关方案中，要么水印嵌入和图像加密不满足交换性，要么水印提取和图像解密不满足交换性。 ⑤ 攻击了基于矢量量化图像的解密同时嵌入指纹信息的方案：随意更换图像中隐藏的指纹信息，使叛徒追踪无法成功；破解了基于静态密钥树的方法，使密文图像在没有解密密钥的情况下可以直接解密。在此基础上，基于码书划分的思想，提出了新的能在解密的同时进行指纹信息隐藏的方案。新方案具有如下特点：安全；兼具鲁棒性与脆弱性；指纹提取方便；图像失真有限；同时，计算和通信开销都没有增大。 关键词：， ABSTRACT As an emerging topic, data hiding in encrypted images has drawn a lot of attentions of the researchers recently. With the rapid development of the Internet, online applications, cloud computing, and distributed processing, the privacy protection of the user resources, especially the increasing amount of digital images, becomes more and more important. Encryption is an effective way to protect the privacy of the image, and data hiding aims to send secret information through the carrier, or is used for copyright protection, authentication, tamper detection, etc. Therefore, data hiding in encrypted images, which can achieve effective management and control of the digital images while protecting their privacy, has broad application prospects. Information theory is a discipline of applied mathematics that uses the methods of probability theory and mathematical statistics to study the issues of informat