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本人用Borland C++編寫了一個實(shí)現(xiàn)上述算法的簡單應(yīng)用程序"e秀 "，如圖4.3是一張作為簽字信號的原始Lena圖像，圖4.4左邊是沒有嵌入隱藏信息的圖像，右邊是在左圖中嵌入了圖4.3后的效果，可以發(fā)現(xiàn)其相對于左圖幾乎沒有改變。圖4.4加入簽字信號前后的圖像變化結(jié)論：     由于原始24位BMP圖像文件隱藏信息后，其數(shù)據(jù)部分字節(jié)數(shù)值最多變化為1，該字節(jié)代表的像素最多只變化了1/256，所以，已隱藏信息的BMP圖像與未隱藏信息的BMP圖像，用肉眼是看不出差別的；      將信息直接嵌入像素RGB值的優(yōu)點(diǎn)是嵌入信息的容量與所選取的掩護(hù)圖像的大小成正比；     使用這種方法，一個大小為32 k的24位BMP圖像文件，可以隱藏約32 k/8=4k的信息（忽略文件頭不能隱藏數(shù)據(jù)的54個字節(jié)），該方法具有較高的信息隱藏率。5 信息隱藏技術(shù)的研究動態(tài)和發(fā)展現(xiàn)狀    在1994年的IEEE國際圖像處理會議（ICIP`94），R. G. Schyndel等人第一次明確提出了"數(shù)字水印"的概念[4]，從此掀起了現(xiàn)代信息隱藏技術(shù)研究的高潮。僅僅過了兩年，在ICIP`96上，已經(jīng)出現(xiàn)了以信息隱藏領(lǐng)域中的水印技術(shù)、版權(quán)保護(hù)（Copyright Protection）和多媒體服務(wù)的存取控制（Access Control of Multimedia Services）為主要內(nèi)容的研討專題。同年在英國劍橋召開了第一屆信息隱藏國際研討會（First International Workshop on Information Hiding），內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)隱藏、保密通信、密碼學(xué)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域。在美國，許多著名大學(xué)和大公司的研究機(jī)構(gòu)，如麻省理工學(xué)院的媒體實(shí)驗(yàn)室、明尼蘇達(dá)大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、南加州大學(xué)等，以及NEC公司、IBM公司等，都一直在致力于信息隱藏技術(shù)方面的研究，并已取得了大量研究成果。與此同時，大量的數(shù)字水印應(yīng)用軟件也應(yīng)運(yùn)而生，如HIGHWATER FBI、 Digimarc Corporation、Fraunhofer`s SYSCOP等。目前，應(yīng)用于數(shù)字圖像的水印技術(shù)已被考慮寫于JPEG 2000標(biāo)準(zhǔn)[5]，這必將進(jìn)一步推動信息隱藏技術(shù)的發(fā)展。目前已有的數(shù)字水印算法主要包括以下幾種：      最低有效位算法（LSB）。L.F.Turner與R.G.van Schyndel等人先后利用該算法將特定標(biāo)記隱藏于數(shù)字音頻和數(shù)字圖像內(nèi)，這是一種典型的空間域數(shù)據(jù)隱藏算法。由于該算法是通過調(diào)整原始數(shù)據(jù)的最低幾位來隱藏信息，使一般用戶對于隱藏信息，在視覺和聽覺上很難察覺?，F(xiàn)在網(wǎng)上的一些簡單信息偽裝軟件大多是運(yùn)用LSB技術(shù)和調(diào)色板調(diào)整等相關(guān)技術(shù)可以將信息隱藏在24bit圖像或256色圖像中，如StegoDos、White Noise Sterm、STools等。雖然其有較大的信息隱藏量，但作為數(shù)字水印算法，該算法因其基本原理限制，所隱藏的數(shù)字水印信息是極為脆弱的，無法經(jīng)受一些無損和有損的信號處理。      文檔結(jié)構(gòu)微調(diào)方法。Brassil等人提出了三種在通用文檔圖像（PostScript）中隱藏特定二進(jìn)制信息的技術(shù)，數(shù)字信息通過輕微調(diào)整文檔中的以下結(jié)構(gòu)來完成編碼，包括：垂直移動行距、水平調(diào)整字距、調(diào)整文字特性（如字體）。該算法可以抵抗一些標(biāo)準(zhǔn)的文檔操作，如照相復(fù)制和掃描復(fù)制，但該技術(shù)也極易被經(jīng)驗(yàn)豐富的攻擊者破壞，而且僅適于文檔圖像類。      Tanaka等通過研究將內(nèi)嵌數(shù)字水印設(shè)計(jì)的與量化噪聲相似，這是由于通常數(shù)字信號中的量化噪聲很難被觀察者發(fā)現(xiàn)。他們通過控制預(yù)測量化器的量化等級的選擇來嵌入數(shù)字水印，引入其中的特寫數(shù)據(jù)對于圖像而言近似一種量化噪聲；對于抖動圖像，則將水印設(shè)計(jì)成一種抖動矩陣的形式。      Patchwork方法，這是Bander等人提出的一種基于統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)水印嵌入方案。Patchwork任意選擇N對圖像點(diǎn)，在增加一點(diǎn)亮度的同時，相應(yīng)降低另一點(diǎn)的亮度值。通過這一調(diào)整過程完成水印的嵌入。該算法具有不易察覺性，并且對于有損壓縮編碼（JPEG）和一些惡意攻擊處理具有抵抗力。      紋理塊映射編碼方法，該算法也是Bander等人提出的，它將數(shù)字信息隱藏于數(shù)字圖像的任意紋理部分。該算法對于濾波、壓縮和扭轉(zhuǎn)等操作具有抵抗能力，但僅適于具有大量任意紋理區(qū)域的圖像，而且尚不能完全自動完成。      頻率域數(shù)字水印方法。這是一種用類似擴(kuò)頻通信的技術(shù)來隱藏數(shù)據(jù)的方法。該技術(shù)將隱藏信息經(jīng)過一定的頻率域調(diào)制隱藏于數(shù)字媒體的感知最重要的頻譜成分中。該技術(shù)可以抗擊有損壓縮編碼和其它一些具有信號失真的數(shù)據(jù)處理過程。     作為一個技術(shù)體系，數(shù)字水印尚不完善，每個研究人員的介入角度各不相同，所以研究方法和設(shè)計(jì)策略也各不相同，但都是圍繞著實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的各種基本特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時，隨著該技術(shù)的推廣和應(yīng)用的深入，一些其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和算法也將被引入，從而完備和充實(shí)數(shù)據(jù)水印技術(shù)。例如在數(shù)字圖像處理中的小波、分形理論；圖像編碼中的各種壓縮算法；音視頻編碼技術(shù)等等。     數(shù)字水印技術(shù)是一種橫跨信號處理、數(shù)字通信、密碼學(xué)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科的新興技術(shù)，具有巨大的潛在應(yīng)用市場，對它的研究具有重要的學(xué)術(shù)和經(jīng)濟(jì)價值。     以數(shù)字水印為代表的信息隱藏技術(shù)也引起了我國科研人員的濃厚興趣。為了促進(jìn)國內(nèi)信息隱藏技術(shù)的研究和應(yīng)用，我國信息安全領(lǐng)域的三位院士與有關(guān)應(yīng)用研究單位聯(lián)合發(fā)起了我國的信息隱藏學(xué)術(shù)研討會，并于1999年12月組織召開了第一屆會議。與此同時，國家863計(jì)劃智能計(jì)算機(jī)專家組于2000年1月舉辦了"數(shù)字水印技術(shù)學(xué)術(shù)研討會"。此次研討會由中科院自動化所模式識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和北京郵電大學(xué)信息安全中心承辦，與會者就數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展動態(tài)和趨勢進(jìn)行了全面、深入的探討。作者/魏為民 武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院