关键字 |
| 隐写，数据隐藏，容量不可感知，隐写图像，FPGA, Vigenere密码。 |
介绍 |
| 隐写术指的是“隐藏的书写”，它涉及通过看似无害的文件传输秘密信息。目标不仅是隐藏信息，而且是传递信息。有许多方法可以隐藏图像、音频和视频文件中的信息。为了在不改变其可见属性的情况下隐藏图像中的信息，可以在带有许多颜色变化的“嘈杂”区域更改覆盖源，这样就不会引起对修改的注意。如果攻击者不可能使用任何可访问的手段检测到隐藏信息在隐写图像中的存在，则图像隐写系统可以被认为是安全的。因此，为了避免攻击者的任何怀疑，隐藏的消息必须在感知和统计上都是不可见的。此外，如果封面图像和隐写图像的统计数据相同，隐写系统是完全安全的。然而，如果攻击者能够证明秘密信息的存在，或者如果嵌入技术引起任何怀疑，隐写系统就会失败。 |
| JPEG(联合摄影专家组)是互联网和本地使用的最常见的图像格式，因为它提供了大的压缩比，并保持了高图像质量。因此，JPEG压缩图像是最适合用于隐写的封面图像。JPEG (Joint photographic expert-group)是一种著名的图像文件格式。它采用离散小波变换(DWT)对图像进行内容变换。DWT是一种广泛使用的频率变换工具。 |
文献调查 |
| Sunny Sachdeva和Amit Kumar等提出了一种基于改进量化表的JPEG-JSteg隐写算法，比较了容量和隐写大小两个参数。研究发现，容量即彩色图像中嵌入的信息量随着改进的量化DCT系数的增加而增加。因此，与JPEG-JSteg相比，使用这种方法可以嵌入更多的数据。隐写大小也会增加，这是与隐写大小较小的JPEG-JSteg相比的缺点。 |
| Nameer N. EL-Emam[2]提出了一种基于隐写算法的高安全性数据隐藏方法，该方法采用自适应图像滤波和自适应图像分割，在适当的像素上进行比特替换。这些像素是随机选择的，而不是顺序选择的，通过使用由主案例及其子案例定义的新概念，为一个像素中的每个字节选择。这个概念是基于视觉和统计的。根据设计的步骤，他们总结了16个主要案例及其子案例，涵盖了输入数据到彩色位图图像的各个方面。提出了三层的高安全层，使输入数据的加密难以被破解，也难以被隐写分析所迷惑。讨论了他们对统计和视觉攻击的结果，并与以前的隐写算法(如S-Tools)进行了比较。他们已经证明，该算法可以有效地嵌入大量数据，已达到图像大小的75%，输出质量高。 |
| Jae-Gil Yu1[3]提出了一种基于2k校正和边缘检测的图像隐写新方法，这是一种空间域技术。为了隐藏封面图像中的秘密数据，他们采用了刚显差(JND)技术和对比灵敏度函数(CSF)方法。这是一种边缘检测，它使用每个像素值的部分信息。为了获得更好的隐蔽性，他们提出了一种数学方法，即2k校正，该方案比以前的方案可以嵌入更多的数据，并且具有更好的隐蔽性。 |
| Neha Batra和Pooja Kaushik[4]在JPEG量化表修改的基础上实现了修改量化表隐写方法。将封面图像划分为16×16像素块，而不是划分为8×8像素块，以嵌入秘密信息。在不同尺寸的标准测试图像上比较了Capacity、MSE和PSNR三个性能参数。 |
| 实现了所提出的方法，发现容量(即嵌入彩色图像的信息量)随着修改的量化DCT系数的增加而增加。因此，与8×8表相比，使用16×16量化表可以嵌入更多的数据。与256×256像素图像相比，512 × 512像素图像的PSNR更高，MSE更小。与Jsteg和Chang的方法相比，该方法具有更好的图像信息位嵌入能力。由于量化后的DCT系数几乎都为零，Jpeg - Jsteg的信息容量受到很大限制。一个块可以嵌入可以将136 × (417 × 417)/ (8 ×8) = 184757个秘密比特嵌入到417 × 417像素的封面图像中。 |
| Prabakaran。G和Bhavani。R[5]提出了一种基于DWT的数字图像隐写方法，该方法采用一种改进的基于安全、高容量的隐写方案，将大尺寸秘密图像隐藏到小尺寸封面图像中，对两幅图像进行离散小波变换(DWT)，然后进行Alpha混合操作。然后应用离散小波逆变换(IDWT)得到隐去图像。T. Narasimmalou和Allen Joseph . r[6]提出了用于图像传输的离散小波变换(DWT)。提出了两种不同的方法，一种是采用三层小波分解，取覆盖图像的单个平面进行嵌入，并将图像处理为4 × 4块进行交换，另一种是采用单层小波分解。 |
| Septimiu Fabian Mare和Lucian Prodan[7]提出了基于原始智能LSB像素映射和数据重排设计的大容量隐写算法，以图像的原始亮度作为质量度量，重点减少嵌入过程中的图像退化，该算法能够保持更多的原始色彩质量。 |
提出了设计 |
| A.加密方法 |
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| 关键是:一个字符序列。 |
| 为了使暴力破解不可行，密钥应该至少有15或16个字符。此外，它不应该是一个“特殊”序列。比如英语单词。如果密钥的所有字母都是不同的，这可能是最好的。 |
| 加密:根据需要多次复制密钥，使(复制的)密钥的长度与明文的长度匹配。 |
| 对于i = 0,1,2,3，…: |
| 将密钥的字母i与明文的字母i“相加”，得到密文的字母i。 |
| (在添加字母时，我们用整数模数26来标识它们:a→0,b→1，…， z→25。 |
| 例子: |
| 钥匙:wonderland(10个字符，不是理想的钥匙) |
| 明文:alicewasbeginningtogetverytiredof |
| 键(复制):wonderlandwonderlandwonderlandwon |
| 密文:WZVFINLSOHCWAQMERTBJAHIHVPEIEHZCS |
| 我们得到了字母5的密文，像这样: |
| W→22 |
| + r→+17 |
| N←13 (mod 26) |
| B.描述方法 |
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| 解密:与加密类似，只是我们通过从密文的字母中减去(重复的)密钥的字母来获得明文，并执行mod(26)来获得原始消息。 |
| 例子: |
| 关键:wonderlandwonderlandwonderlandwon |
| 明文: |
| WZVFINLSOHCWAQMERTBJAHIHVPEIEHZCS |
| 密文:爱丽丝开始很累了 |
| 我们像这样获得了第5个字母的明文: |
| N→13 |
| - r→+17 |
| W←22 (mod 26)。 |
| C.建议的框图 |
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| 离散小波变换(DWT):离散小波变换(DWT)是一种线性变换，它对长度为2的整数次幂的数据向量进行运算，将其转换为相同长度的数值上不同的向量。它是一种将数据分离成不同频率分量的工具，然后用与其尺度相匹配的分辨率研究每个分量。 |
| 量化是一种有损压缩技术，通过将一系列值压缩到单个量子值来实现。当给定流中离散符号的数量减少时，流变得更加可压缩。例如，减少表示数字图像所需的颜色数量可以减小其文件大小。具体应用包括JPEG中的DCT和DWT数据量化。 |
| 熵编码是一种独立于介质特性的无损数据压缩方案。然后，这些熵编码器通过用相应的变长无前缀输出码字替换每个固定长度的输入符号来压缩数据。 |
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| 在嵌入过程中，利用Xilinx工具中的嵌入程序，将密文嵌入到封面图像中。我们得到隐写图像。 |
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| 在提取过程中，利用提取器从接收到的信号或图像中提取原始信息，并对该信息进行去量化并通过IDWT传递，这是秘密信息，该信息通过解密块传递，从而在接收端恢复原始或传输的信号或信息。 |
结果 |
| 加密仿真结果 |
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| 解密仿真结果 |
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| 在该方案中，首先加载密钥和密文并进行解密，如果reset为1，则输出为零。如果复位为零，我们得到输出。 |
结论 |
| 提出了一种基于改进量化表的彩色图像隐写算法，采用一种新的Vigenere密码方法对秘密信息进行加解密。在此基础上，利用颜色变换技术提高改进后的小波变换系数，从而获得良好的容量和隐码效果，并在FPGA上进行设计和实现。 |
参考文献 |
- Sunny Sachdeva和Amit Kumar ⠔基于改进量化的彩色图像隐写Table⠔，第二届先进计算与通信技术国际会议，计算机学会，2012年7月12日。
- N. N. EL-Emam ⴔ基于神经网络的隐写算法嵌入海量信息，ⴔ国际信息通信工程学报，4:2:2008。
- 柳敬光1，尹恩杰2，辛善宏1，俞基勇，â  . Edge-Detectionâ ?  .基于2k校正的新型图像隐写技术，第五届国际信息技术会议:新一代，978-0-7695-3099-4/08,2008年4月。
- NehaBatra和PoojaKaushik在彩色图像上实现了改进的16é—16量化表隐写，国际计算机科学与软件工程高级研究杂志，卷2，第10期，2012年10月。
- Prabakaran。G和Bhavani。基于小波变换的数字图像隐写算法[j]，计算机科学与技术，2012。
- T. Narasimmalou, Allen Joseph . r基于离散小波变换的图像隐写，ieee -工程科学与管理国际会议(lCAESM -2012)， 2012年3月30日。
- Septimiu Fabian Mare和Lucian Prodan基于有效载荷自适应和优化的高容量隐写算法，第七届IEEE应用计算智能国际研讨会Informaticsà ·2012年5月24-26日。
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