多媒体信息安全技术

多媒体数据的安全问题目前越来越受到广泛的关注,研究者们的努力探索也推动了该领域的不断发展。本文对三种主要的多媒体信息安全技术进行简要介绍。数字隐写——信息的黑魔法     

标准模型中基于身份的匿名加密方案

现有基于身份的匿名加密方案在标准模型下的selective-ID模型中可证安全,或基于复杂的困难问题假设可证安全.使用阶为合数的双线性群,基于BDH(bilinear Diffie-Hellman)假设,提出新的基于身份匿名加密方案,在标准模型中是ANON-IND-ID-CPA安全的,仅需2次双线性对计算.与同类方案相比,该方案同时具备高的安全性与计算效率.     

基于可编辑区块链的指纹识别系统

指纹识别系统已广泛应用于门禁、支付、公安等领域。现有系统一般将原始指纹图像或特征存储于数据库,以此对用户的身份进行识别或认证。数据库中的指纹数据存在被盗取或篡改的风险。为解决这一问题,本文提出一种基于可编辑区块链的指纹识别系统。首先搭建私有链环境,实现多节点集群互连,然后计算指纹哈希并将其存储于区块链。为了方便管理员对指纹识别系统中的用户进行更新,本文利用变色龙哈希算法对所构建的私有链区块体中数据计算哈希。拥有变色龙哈希私钥的管理员可对区块体中的信息进行编辑,从而在不改变区块链结构的基础上实现对用户指纹数据的删除或修改。实验表明,所提出的系统具有良好的实时性,且指纹识别准确率高。     

一种可估计最低位平面嵌入信息量的密写分析方法

检测图像中有无隐蔽的密写数据是信息安全的重要课题,当前一种常用的密写技术是将秘密数据嵌入图像最低位面,称为LSB密写.分析表明,LSB密写对载体图像统计特性的影响能用来估计嵌入的信息量,由此给出一种有效的密写分析新方法.根据待检测图像的直方图特性定义2个参数,并对待检测图像进行二次密写,观察这2个参数的变化趋势,从而估计出嵌入的数据量.该方法采用二次密写,不仅能判断密写信息的存在性,而且给出隐藏的数据量,具有实现简单、计算量小的优点.实验表明,估计出的密写信息量比较可靠.     

ATM交换中的随机赋权匹配算法

ATM交换中的赋权匹配有吞吐率高、性能好的优点 ,但是算法复杂度高 ,难以实时实现 .该文提出随机赋权匹配算法以解决实时实现的问题 ,同时 ,使匹配的总权值依旧很大 ,保持了赋权匹配的优点 .     

保持直方图特性的隐写嵌入

为了提高隐写的安全性, 必须保持隐写前后图像的特征一致. 提出了一种保持直方图特性的隐写算法. 首先, 对像素直方图进行分组, 通过计算定量失真时的最大嵌入数据量, 得到每个像素的修改概率, 并利用STC(syndrome trellis codes)确定需要修改的像素位置; 然后,根据直方图分组情况对需要修改的像素值进行组内和组间自适应调整, 实现秘密信息的嵌入,同时保持隐写前后图像的直方图变化最小. 实验结果表明, 在相同嵌入量的前提下, 该方法对直方图的改动远少于已有的隐写算法, 隐写图像视觉质量更好.     

抗MP3编码的音频水印频域嵌入方案

基于MP3编码中所应用的心理声学模型和感知熵(PE),对音频信号中PE值大于1 800的帧进行数字水印嵌入.嵌入在频域中进行,通过叠加一个加权的随机复序列嵌入水印信息.在接收端,采用频域相关法能可靠提取嵌入数据,仅用到少量系统参数而不需要原始信号.实验表明该水印具有很好的隐蔽性,对于MP3编码表现出优良的稳健性.     

基于二阶差分的音频重采样盲取证

音频信号在拼接、重压缩、变速变调、伪装高质量音频等篡改操作中, 经常伴随着重采样的操作. 因此, 检测重采样是音频取证的重要方面. 提出采用二阶差分的方法来检测重采样音频, 从理论上证明了重采样的音频信号经过二阶差分处理后, 频谱上会呈现出明显的离散尖峰, 该方法也适用于常见的非线性插值情况. 运用该特点设计了重采样的自动检测方案, 研究了离散尖峰与音频时长、音频内容、音频格式的相关性. 大量实验结果表明, 该方法能够简单、快速、有效地检测重采样音频.     

结合对比特性与局部清晰特性的图像显著区域检测

为了有效地确定图像中的重要区域,文中根据人眼视觉关注中自上而下和自下而上的两种特点,提出了一种结合图像对比特性与清晰区域的显著检测方法. 图像中颜色的全局和局部对比引起低级视觉关注,而图像的清晰部分通常对应于拍摄时所关注的对象,反映高级视觉特性. 采用颜色分类和检测图像细节区域的方法分别提取了两类显著图,并将它们组合起来. 实验结果表明,通过综合考虑两种视觉特性得到的显著图,对多类图像都能较好地检测出与人眼视觉关注相吻合的区域.     

融合方向编码和湿纸编码的高效信息隐藏

基于融合方向编码和湿纸编码,提出一种新的高效数据隐藏方法.嵌入载体数据的秘密信息分为两部分:第一部分由载体数据加权和负载,第二部分则通过选择载体数据的调整方向来嵌入.湿纸编码用于确定载体数据的调整方向,并将不同的载体数据对应于不同的秘密信息.该方法适用于多种载体类型,在不同嵌入率条件下具有较高的嵌入效率,优于单纯使用方向编码的EMD(exploiting modification direction)方法.