信息隱藏 實(shí)驗(yàn)十 LSB信息隱藏的卡方分析

1、實(shí)驗(yàn)十 LSB信息隱藏的卡方分析一， 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馐裁词请[寫分析，隱寫分析與信息隱藏和數(shù)字水印的關(guān)系。掌握基于圖像的LSB隱寫的分析方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種基于圖像的LSB卡方隱寫分析方法。二， 實(shí)驗(yàn)環(huán)境1， Windows XP 操作系統(tǒng) 2， Matlab軟件3， BMP格式圖片文件三， 實(shí)驗(yàn)原理隱寫術(shù)和隱寫分析技術(shù)是互相矛盾又是相互促進(jìn)的，隱寫分析是指對(duì)可疑的載體信息進(jìn)行攻擊以達(dá)到檢測(cè)、破壞，甚至提取秘密信息的技術(shù)，它的主要目標(biāo)是為了揭示媒體中隱蔽信息的存在性，甚至只是指出媒體中存在秘密信息的可疑性。圖像LSB信息隱藏的方法是用嵌入的秘密信息取代載體圖像的最低比特位，原來圖像的7個(gè)高位平面

2、與代表秘密信息的最低位平面組成含隱蔽信息的新圖像。雖然LSB 隱寫在隱藏大量信息的情況下依然保持良好的視覺隱蔽性，但使用有效的統(tǒng)計(jì)分析工具可判斷一幅載體圖像中是否含有秘密信息。目前對(duì)于圖像LSB信息隱藏主要分析方法有卡方分析、信息量估算法、RS分析法和GPC分析法等?？ǚ椒治龅牟襟E是：設(shè)圖像中灰度值為j的象素?cái)?shù)為hj，其中0j255。如果載體圖像未經(jīng)隱寫，h2i和h2i+1的值會(huì)相差很大。秘密信息在嵌入之前往往經(jīng)過加密，可以看作是0、1 隨機(jī)分布的比特流，而且值為0與1的可能性都是1/2。如果秘密信息完全替代載體圖像的最低位，那么h2i和h2i+1的值會(huì)比較接近，可以根據(jù)這個(gè)性質(zhì)判斷圖像是否經(jīng)

3、過隱寫。定量分析載體圖像最低位完全嵌入秘密信息的情況：嵌入信息會(huì)改變直方圖的分布，由差別很大變得近似相等，但是卻不會(huì)改變h2i+h2i+1的值，因?yàn)闃又狄床桓淖?，要么就在h2i和h2i+1之間改變。令 顯然這個(gè)值在隱寫前后是不會(huì)變的。如果某個(gè)樣值為2i，那么它對(duì)參數(shù)q的貢獻(xiàn)為1/2；如果樣值為2i+1 ，對(duì)參數(shù)q的貢獻(xiàn)為-1/2。載體音頻中共有 2h2i*個(gè)樣點(diǎn)的值為2i或2i+1，若所有樣點(diǎn)都包含1比特的秘密信息，那么每個(gè)樣點(diǎn)為2i或2i+1的概率就是0.5。當(dāng)2h2i*較大時(shí)，根據(jù)中心極限定理，下式成立：其中->N(0,1)表示近似服從正態(tài)分布所以服從卡方分布。上式中，k等于h2i

4、和h2i+1所組成數(shù)字對(duì)的數(shù)量， h2i*為0的情況不計(jì)在內(nèi)。r越小表示載體含有秘密信息的可能性越大。結(jié)合卡方分布的密度計(jì)算函數(shù)計(jì)算載體被隱寫的可能性為：如果p接近于1，則說明載體圖像中含有秘密信息。四， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果1， 原圖像2， 直方圖由于所有的數(shù)據(jù)畫出的直方圖過于密集，所以選取80:99這之間的像素值。原圖80:99隱寫后80:993， 不同隱寫率下的圖像隱寫率0.3隱寫率0.5隱寫率0.74， P值分析由所有的P值可以看出，當(dāng)隱寫率為0.3的時(shí)候，P1P40的值都接近1；當(dāng)隱寫率為0.5的時(shí)候，P1P64的值都接近1；當(dāng)隱寫率為0.7的時(shí)候，P1P91的值都接近1。五， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果完成實(shí)驗(yàn)

5、之后，可以得出如下結(jié)論：依據(jù)卡方分析函數(shù)，可以判定載體圖像中是否含有秘密信息。但是這要求秘密信息必須嵌滿所有像素。六， 代碼附錄1， hist_change.mfn,pn=uigetfile('*.jpg','JPEG files(*.jpg)''*.bmp','BMP files(*.bmp)','select file to haide');name=strcat(pn,fn);I=rgb2gray(imread(name);sz=size(I);rt=1;row=round(sz(1)*rt);col=rou

6、nd(sz(2)*rt);msg=randsrc(row,col,0 1;0.5 0.5);stg=I;stg(1:row,1:col)=bitset(stg(1:row,1:col),1,msg);nI=sum(hist(I,0:255),2)'nS=sum(hist(stg,0:255),2)'x=80:99;figure;stem(x,nI(81:100);figure;stem(x,nS(81:100);2,Stgprb.mfunction p=StgPrb(x)n=sum(hist(x,0:255),2);h2i=n(3:2:255);h2is=(h2i+n(4:2:

7、256)/2;filter=(h2is=0);k=sum(filter);idx=zeros(1,k);for i=1:127 if filter(i)=1 idx(sum(filter(1:i)=i; endendr=sum(h2i(idx)-h2is(idx).2)./(h2is(idx);p=1-chi2cdf(r,k-1);3,test.mclear all;fn,pn=uigetfile('*.jpg','JPEG files(*.jpg)''*.bmp','BMP files(*.bmp)','select f

8、ile to haide');name=strcat(pn,fn);t=imread(name);I=t(1:512,1:512);sz=size(I);for k=1:3 rt=0.3+0.2*(k-1); row=round(sz(1)*rt); col=round(sz(2)*rt); msg=randsrc(row,col,0 1;0.5 0.5); stg=I; stg(1:row,1:col)=bitset(stg(1:row,1:col),1,msg); imwrite(stg,strcat(pn,strcat(sprintf('stg_% d_',floor(100*rt),fn),&#