網(wǎng)絡空間安全概論 實驗11數(shù)字水印 基于LSB算法的水印嵌入和提取

基于LSB算法的水印嵌入和提取系統(tǒng)及其改進信安二班呂浩杰2LSB算法嵌入基本步驟①將要隱藏的水印文本信息的轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)；②讀入載體圖像，將圖像矩陣的每個像素轉(zhuǎn)換成二進制。用水印信息的二進制數(shù)據(jù)的每一比特位替換與之相對應的載體圖像的最低有效位（LSB位）；③將載體圖像的每一像素再由二進制轉(zhuǎn)換為十進制，從而獲得含有水印信息的圖像。3LSB算法提取基本步驟①將嵌入水印信息的載體圖像的像素轉(zhuǎn)換成二進制，依次取出每一個像素的二進制的最后一位，拼接成二進制數(shù)據(jù)。②將得到的二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文本數(shù)據(jù)，便可得到隱藏的信息。20XX4520XX6下面的操作是將信息隱藏進去分別將每個像素點的RGB值余2，這樣可以去掉最低位的值再從需要隱藏的信息中取出一位，轉(zhuǎn)換為整型兩值相加，就把信息隱藏起來了20XX7以每8位為一組二進制，轉(zhuǎn)換為十進制將轉(zhuǎn)換后的十進制數(shù)視為ascii碼，再轉(zhuǎn)換為字符串寫入到文件中20XX8改進：隨機間隔算法隨機間隔算法是LSB算法的改進，發(fā)送者和接受者使用同一個密鑰作為隨機數(shù)生成器的種子，生成隨機序列k1,k2,…,kl(m)，并進一步以此生成隱藏位置的指標集。隨機間隔法嵌入水印的過程與LSB基本算法嵌入水印的過程基本相似，只是不再按順序依次在載體圖像的每一位像素中嵌入了，而是根據(jù)隨機序列和步長來跳躍一段間隔，隨機間隔法提取水印隨機間隔算法提取水印是隨機間隔法嵌入水印的逆操作，提取信息時使用與嵌入時相同的隨機數(shù)序列，即可跳躍到相同的位置提取出隱藏信息。20XX920XX1020XX11隨機間隔算法的步長對存儲信息容量的影響在系統(tǒng)設計中，在用戶給定載體圖片和隱藏信息后，我們可以計算出用戶可以設定的最大步長，在不超過這個步長的情況下，都可以正常將信息隱寫到載體圖片中。20XX12改進：區(qū)域校驗位算法區(qū)域校驗位算法也是一種LSB算法的改進。利用區(qū)域校驗位算法隱藏信息，首先把載體分成幾個不相交的區(qū)域，再利用校驗位在每一個區(qū)域中隱藏1比特信息。嵌入過程根據(jù)設定的區(qū)域大小在載體圖像上劃分區(qū)域，根據(jù)要嵌入的載體信息????，計算每一個區(qū)域的奇偶校驗位??(????)。一個載體區(qū)域Ii的奇偶校驗位定義為若??(????)與????一致，則??(????)已經(jīng)隱藏了????；若??(????)與????不一致，則改變????中任意一個元素的LSB，使得??(????)=????。提取過程提取過程是嵌入過程的逆過程，根據(jù)嵌入時的區(qū)域大小在劃分區(qū)域，依次在每塊區(qū)域上計算其奇偶校驗位??(????)，??(????)就是本區(qū)域隱藏的信息。然后將每一塊區(qū)域提取出的信息拼接在一起，即可得到隱藏的水印信息。20XX13假設待隱藏信息為TU，其ASCII碼表示為0101010001010101截取載體圖像的部分灰度值為選擇每2*2個像素點為一個區(qū)域，利用其LSB校驗位隱藏一位二進制信息。這里我們選取信息的前四位0101，對應載體區(qū)域為①對于第一位信息位0，計算第一塊區(qū)域的奇偶校驗位 I(1)=(0+0+0+0)mod2=0因為要嵌入的信息位也是0，所以第一塊區(qū)域的像素值不需要改變。②對于第二位信息位1，計算第一塊區(qū)域的奇偶校驗位 I(2)=(0+1+0+1)mod2=0因為要嵌入的信息位是1，所以在第二塊區(qū)域的像素值中隨機選一個將其二進制的最后一位設為1，使得 I(2)=(0+0+0+1)mod2=1。以此類推，第三位信息位，第四位信息位按照同樣的原則嵌入第三塊和第四塊區(qū)域。嵌入信息后可能的結(jié)果為20XX14區(qū)域校驗位算法的區(qū)域大小對存儲信息容量的影響由此看見，在給定載體圖片的情況下，區(qū)域校驗位算法的區(qū)域大小與存儲信息容量成反比，存儲信息的容量也與區(qū)域校驗位算法的區(qū)域大小成反比，二者雙向影響在系統(tǒng)設