專利名稱：：抗差分檢測的高位空域隱藏方法
技術領域：
：本發明涉及一種高位空域隱藏方法，尤其涉及一種抗差分檢測的高位空域隱藏方法。
背景技術：
：信息隱藏技術作為密碼學技術的一個必要補充，越來越受到人們的重視，是近年來信息安全領域一個熱點研究方向，該技術是將秘密信息隱藏在其他載體中，使人察覺不到，從而躲避攻擊者的攻擊，保證秘密信息的安全。在圖像隱藏算法中，按嵌入域分類可分為空域和變換域隱藏。由于變換域能隱藏的信息量較小，通常被應用到數字水印上，而空域的隱藏容量相對較大。在基于空間域的圖像信息隱藏技術中，最低有效位(LSB)算法隱藏容量大、易于實現，但是隱藏位置不可靠，魯棒性很差，以至于近年來出現了很多針對LSB隱藏的分析方法，如經典的SPA、RS和差分等分析方法。而后人們提出了基于圖像最高有效位的HB算法，與LSB算法相比其魯棒性有了較大提高，但隱藏量只能達到載體圖像的30%;2005年，朱從旭提出提出將各水印比特隨機嵌入到像素點的某一中間比特位，并采用最小化像素改變量的優化策略，使魯棒性有了更大的提高，但即使是優化之后的像素值仍然與原圖像可能存在較大變化，在視覺上會產生一定的影響。2007年，本案發明人于曉洋提出了一種圖像空域最重要比特位隱藏的HSBH方法，該方法將高4位作為隱藏對像，經過優化算法之后使像素值的變化量小于4，從而保證視覺效果，并且嵌入信息量最大可達圖像大小的50%,同時魯棒性沒有降低，是一種較好的空域高位隱藏算法。但經過HSBH算法隱藏后，圖像中隱藏有信息的像素值都集中在相應區間的中間值，使其不符合自然圖像的特性，從而不能抵抗差分檢測的分析。
發明內容本發明的目的是提供一種在保證圖像質量的同時，可以有效抵抗差分檢測的分析，使差分分析無法檢測出圖像是否含有秘密信息的高位空域隱藏方法，該方法是對HSBH算法的改進。上述的目的通過以下的技術方案實現抗差分檢測的高位空域隱藏方法，在大小為XN2的載體灰度圖像中，找出可以進行高位隱藏的像素點，將大小為M,xM2的待隱藏秘密圖像轉換成二進制信息流，通過邏輯斯蒂(一Logistic音譯)混沌映射判斷將這些二進制信息流隱藏在載體圖像的第幾位，Logistic混沌映射公式為Zn+1=4Zn(l-Zn)，其中Zne(0，l)，如果秘密信息和該位信息相同，不進行替換，如果不相同，進行替換，重復此過程，直到所有信息都隱藏結束，為了抵抗差分檢測，在隱藏有信息的像素點進行區間大小互換，即士5操作；所述的抗差分檢測的高位空域隱藏方法，高位隱藏代表像素值的5、6、7、8位，即高4位。所述的抗差分檢測的高位空域隱藏方法，通過logistic混沌映射判斷將秘密信息二進制隱藏在載體圖像的第幾位，通過給定Logistic映射的序列初值Z。，使Logistic映射迭代MlxM2x8次，Logistic映射依次迭代得到Zn，ne[l，MlxM2x8]。Zn<0.25時，k=5;0.25SZn<0.5時，k=6;0.5^Zn<0.75時，k=7;0.75^Zn<l時，k=8。所述的抗差分檢測的高位空域隱藏方法，所述的將隱藏有信息的像素點進行區間大小互換是通過將15個符合隱藏條件的區間分別分成等長的兩部分，在像素值大的區間，如果秘密信息和該位信息不同，將該像素值進行減5操作，在像素值小的區間，如果秘密信息和該位信息不同，將該像素值進行加5操作。這個技術方案有以下有益效果1.本發明將信息隱藏在像素點的高位，相比與低位隱藏具有更強的魯棒性。在遭受到剪切或噪聲等攻擊的時候，隱藏在低位的信息有可能被剪切掉或者被修改，而隱藏在高位的信息就不會受到干擾。2.空域隱藏相比于頻域隱藏具有更大的隱藏容量，而隱藏容量是衡量隱藏算法的一個重要指標。3.當信息隱藏時，雖然對像素值進行必要的修改，但是修改后的圖像沒有發生明顯變化，在視覺上是不能覺察到的。4.通過對像素值進行±5操作，使隱藏后的圖像接近于正常圖像的統計特性，其灰度直方圖仍然是一幅自然圖像的直方圖，這可以有效抵抗差分攻擊的檢測。這顯然優于HSBH算法，HSBH算法中隱藏有信息的像素值都集中在相應區間的中間值，使灰度直方圖上出現個別像素急劇增加。附圖1是抗差分檢測的高位空域隱藏方法流程附圖2是對HSBH算法進行差分檢測分析的原始圖像；附圖3是用差分檢測HSBH算法的實際嵌入量和檢測量關系附圖4是用差分檢測HSBH算法改進前后的實際嵌入量和檢測量關系對比附圖5是一幅進行分析的原始圖像；附圖6是原始圖像的灰度直方圖。附圖7是經過HSBH算法隱藏后的灰度直方圖。附圖8是改進后的灰度直方圖。本發明的具體實施例方式實施例1:圖1是抗差分檢測的高位空域隱藏方法流程圖；本發明的抗差分檢測的高位空域隱藏方法包括以下步驟(1).選取載體灰度圖像FHf(i,j)"i^N,"j《N山其中(i，j)代表圖像的像素點坐標，f(x，y)代表相應位置的像素值；找出可以進行隱藏的像素點。能隱藏的點就是像素點的灰度值在如下的15個區間，[11,20],[27,^61，[43,52],[59,68，[75，84]，[91,100，107,116，[123,132]，139，148，[155,164，171，180J，[187,196],[203,212，[219,228，235,244。只有在這些區間上的點，隱藏之后通過補償算法才可以使像素值的變化控制在5個像素以內，在視覺上觀察不到；(2).將秘密信息圖像WHw(i，j)""M,":^]VU轉換成二進制形式；(3).Logistic混沌映射公式為Z^-4Zn(1-Zn)，其中Zne(0,l);給定Logistic混沌映射的初值ZQ，使Logistic映射迭代M^M2X8次。Logistic映射依次迭代得到Zn，iZ確定該位信息隱藏到第幾位k:Zn<0.25時，k=5;0.25^Zn<0.5時，k=6;0.55Zn<0.75時，k=7;0.755Zn<1時，k=8并求出f(x，y)的第k比特位。(4).隱藏有信息的載密圖像記為F'^f'(i，j)l^^N,，lSj^N2)，若w(i，j)n-f(x，y)的第k位，則取f'(x，y)=f(x，y);否則在相應的灰度區間內調整。調整的方法是將15個符合隱藏條件的區間分別分成等長的兩部分，在像素值大的區間，若秘密信息和該位信息不同，將該像素值進行減5操作，在像素值小的區間，若秘密信息和該位信息不同，將該像素值進行加5操作。例如將w(l,l)^隱藏到f(1，1)=99(即二進制01100011)的第五位，可知f(l,l)的第五位為O不等于w(l,l)，99屬于[91，100I區間里像素值大的區間，所以將f'(l,l)進行減5操作，最后f'(U)改寫為94。通過這樣的補償算法之后像素點的變化范圍不超過5個像素；依次進行隱藏直到秘密信息全部嵌入為止。之所以要進行±5操作，是因為這樣修改之后的圖像像素值仍然是一幅自然圖像，不會使某些點出現過多的現象，避免了HSBH算法的缺點。在對圖2的8幅原始圖像進行HSBH算法隱藏后，用差分檢測的結果如表1所示，實際嵌入的隱藏量和檢測的隱藏量關系如圖3所示，從表1和圖3中可以看出，差分檢測可以準確檢測出接近真實水平的隱藏容量，所以說HSBH算法不能抵抗差分檢測的分析。表l8幅HSBH圖像的檢測結果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>同樣對圖2的8幅原始圖像進行實驗，用差分檢測對HSBH算法改進前后進行分析，其檢測結果如表2所示，從表中可以看出，改進后的檢測比率非常小，達到了抗差分檢測的目的。表2HSBH改進前后的對比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>圖4是根據該表格繪制的曲線圖。其中""代表用差分方法對HSBH算法估計的P值，"o"代表改進后估計的P值。從曲線圖中可以清晰地看到改進后的效果明顯強于改進前。用灰度直方圖進一步進行分析改進前后圖像的變化情況，圖5是一幅原始圖像，圖6是原始圖像的灰度直方圖，是一幅自然圖像的分布圖，圖7是經過HSBH算法隱藏后的灰度直方圖，可以看出，有很多像素值的數量極具增加，不符合自然圖像的統計特性，圖8是改進后的灰度直方圖，可以看出，仍然是一幅自然圖像的分布圖，這就很大程度的躲避了攻擊者的攻擊，是隱藏更加隱蔽。權利要求1.一種抗差分檢測的高位空域隱藏方法，其特征是在大小為N1×N2的載體灰度圖像中，找出可以進行高位隱藏的像素點，將大小為M1×M2的待隱藏秘密圖像轉換成二進制信息流，通過邏輯斯蒂混沌映射判斷將這些二進制信息流隱藏在載體圖像的第幾位，Logistic混沌映射公式為Zn+1＝4Zn(1-Zn)，其中Zn∈(0，1)，如果秘密信息和該位信息相同，不進行替換，如果不相同，進行替換，重復此過程，直到所有信息都隱藏結束，為了抵抗差分檢測，在隱藏有信息的像素點進行區間大小互換，即±5操作。2.根據權利要求l所述的抗差分檢測的高位空域隱藏方法，其特征是高位隱藏代表像素值的5、6、7、8位，即高4位。3.如權利要求l所述的抗差分檢測的高位空域隱藏方法，其特征是通過logistic混沌映射判斷將秘密信息二進制隱藏在載體圖像的第幾位，通過給定Logistic映射的序列初值Zo，使Logistic映射迭代MJxM2x8次，Logistic映射依次迭代得到Zn，ne[l，MlxM2x8。Zn<0.25時，k=5;0.25￡Zn<0.5時，k=6;0.5^Zn<0.75時，k=7;0.75SZn<1時，k=8。4.如權力要求l所述的抗差分檢測的高位空域隱藏方法，其特征是所述的將隱藏有信息的像素點進行區間大小互換是通過將15個符合隱藏條件的區間分別分成等長的兩部分，在像素值大的區間，如果秘密信息和該位信息不同，將該像素值進行減5操作，在像素值小的區間，如果秘密信息和該位信息不同，將該像素值進行加5操作。全文摘要抗差分檢測的高位空域隱藏方法。信息隱藏技術作為密碼學技術的一個必要補充，越來越受到人們的重視，是近年來信息安全領域一個熱點研究方向，該技術是將秘密信息隱藏在其他載體中，使人察覺不到，從而躲避攻擊者的攻擊，保證秘密信息的安全。本發明在大小為N<sub>1</sub>×N<sub>2</sub>的載體灰度圖像中，找出可以進行高位隱藏的像素點，將大小為M<sub>1</sub>×M<sub>2</sub>的待隱藏秘密圖像轉換成二進制信息流，通過Logistic混沌映射判斷將這些二進制信息流隱藏在載體圖像的第幾位，Logistic混沌映射公式為Z<sub>n+1</sub>＝4Z<sub>n</sub>(1-Z<sub>n</sub>)，其中Z<sub>n</sub>∈(0，1)，如果秘密信息和該位信息相同，不進行替換，如果不相同，進行替換，重復此過程，直到所有信息都隱藏結束，為了抵抗差分檢測，在隱藏有信息的像素點進行區間大小互換，即±5操作。本發明用于信息隱藏技術。文檔編號G06T1/00GK101561921SQ200810064279公開日2009年10月21日申請日期2008年4月14日優先權日2008年4月14日發明者于曉洋,任洪娥,健張,宇陳申請人:哈爾濱理工大學