各类技术的对比Word格式文档下载.docx

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•实际上是一个数组

–共有biClrUsed个元素（如果该值为零，则有2的biBitCount次方个元素）

–数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构，占4个字节

3）黑白图、灰度图、彩色图、真彩色图

2位图文件的格式（掌握）

二、图像/视频加密技术

1重要意义

2预备知识

1）简单介绍现代密码系统

密码学的基本概念、密码系统、加密算法的分类与比较、分组密码的运行模式、密码分析攻击

2）专门的图像/视频加密算法必要性

•

（1）大量数据和缓慢速度之间的权衡

数字图像/视频通常有大量数据（即使是高效压缩的情况下），既然传统加密方法速度的不足够快，特别是软件实现的情况下，很难在大批量数据情况下同时取得高速和安全实时。

•

（2）加密和压缩之间权衡

如果先加密后压缩，密文的随机性将迅速降低压缩效率。

从而，先压缩后加密，但对特殊的和各种各样的图像/视频结构，很难在完整系统中嵌入加密算法。

例如通用的压缩标准（MPEG-x）就反对选择性加密。

•（3）加密依赖于压缩

由于广泛用于图像/视频的有损压缩能迅速降低加密数据的尺寸，很自然设计和实现人们期望的快速加密算法变得更加容易。

然而，从已有文献显示，加密并不能从数据压缩手段获得很大的效益，众所周知，压缩比加密更费时。

这就意味着加密效率严重依赖于所采用的压缩算法。

•（4）不可使用压缩去缩减数据尺寸

通常，图像和视频的有损压缩在一些应用中是不可接受的，如众所周知的医学图像系统，所有病人的诊断图像/视频需要无损格式存放。

在这种情况下，只能采用无损压缩和不压缩，这再一次强调了大量数据和慢速加密速度权衡。

（5）很难解决的高冗余

在没压缩的图像/视频中存在高冗余，在块加密ECB（ElectronicCodeBook）模式在一些颜色平淡的图像/视频中很难隐藏可见信息。

很显然，块加密CBC（CipherBlockChaining）模式或流加密模式应该被用于加密没压缩的图像/视频。

•（6）雪崩特性的丧失

•直接用传统的图像/视频加密不能提供雪崩特性在图像或视频帧层。

如果两幅图像只有一个像素（i,j）不同，在ECB模式其他位置相同除了（i,j）点外，而CBC模式在点（i,j）前均相同。

为了维护雪崩特性，应开发专门的算法。

•（7）安全性和可用性的新思路

•不同的多媒体服务需要不同的安全级别和可用性要求，其中一些应该用人类视觉能力进行评价和定义。

一个典型的例子是感知加密，只使用部分可见信息加密，加密后的图像和视频能给出高质量服务的大概轮廓。

3）图像/视频加密特殊特点

（1）格式兼容（也称为语法共识或透明）

•这个特征意味着加密图像/视频在接受端不知道密钥的情况下仍能解密。

对在线流媒体服务，特别是运行在无线环境下，透明性可以排除由于丢失或错误数据引起的问题。

透明性减弱后续的服务（数字水印）对整个压缩加密系统的影响。

为了取得透明性，加密过程应该不破坏加密文件/流的语法结构。

也就是说，文件/流的描述信息不能加密。

（2）可扩展性

•可扩展性意味着对不同的应用的多级安全有灵活的参数设置。

可嵌入的多层结构，即，好的伸缩粒度，如JPEG200图像，MPEG-2/4视频使得扩展加密更加容易和自然。

实现可扩展性的基本思想就是对部分层加密，或者在选定层的部份数据。

可扩展性可以看作是控制加密视频和图像的视觉质量的机制。

（3）可感知性

•可感知性对普通的图像/视频可见信息的部分加密，其在试用以后付费的数字多媒体是很有用的，例如付费电视（Pay-Tv）和视频点播（VoD）服务。

其是多级加密的概括，并不依赖于加密图像/视频的分层结构。

（4）容错性能

•如果对流加密情况下，我们并不期望当一些错误发生时，加密流不能解码，这在无线环境下多媒体应用经常发生。

同时，好的加密系统的雪崩特性表示对错误的敏感性，其导致在某些情况不能解密。

为了解决这个情况，选择性加密被用作提供容错特性。

总之，上述特征存在的紧密关系

（1）透明性和选择加密思想是满足可扩展性和感知性的条件

（2）在一些扩展加密算法提供可感知性以取得多级安全。

3图像/视频加密技术（基本思想和优缺点）

•基于矩阵变换/像素置换的图像加密技术

–Arnold变换

•基于秘密分割与秘密共享的图像加密技术

•基于现代密码体制的图像加密技术

•基于混沌理论的数字图像/视频加密

–混沌

–基于Logistic混沌序列的数字图像加密

三、隐写术

1信息隐藏概述

•信息隐藏技术提出的背景

•领域知识介绍

–思想

–发展史

–主要分支

–应用热点

–关键突破点

•信息隐藏（狭义）的分类、特性要求与应用

2隐写术的基本原理

•概念

•系统模型

•性能指标

•不可感知性：

隐写技术是利用人类感觉器官的不敏感（感觉冗余），以及多媒体数据中存在的冗余（数据特性冗余），将秘密信息隐藏在载体信息中,对外表现只是载体信息的外部特征，而且并不改变载体信息的基本特性和使用价值。

•主观评价和客观评价

•嵌入信息量：

要求载体中要能隐藏尽可能多的信息。

•稳健性（鲁棒性，健壮性）：

要求较低。

•与数字水印技术的比较

•常用工具

•应用

3隐写术（各类技术的原理，优缺点）

•三个关键点：

•选择工作域

•如何选择隐藏位置？

•如何修改图像以嵌入水印

•空域隐写术

•原始类图像隐写术

•基于文件格式的隐写术

•替换技术：

位平面（亮度分量）、颜色通道（颜色分量）（LSB）

•基于关系的技术

–对象

•利用像素间的关系

•块内或块间的统计特征量

•利用邻域像素与中心像素间的关系

–关系：

•大小

•逻辑

•奇偶性

–E.g.

•利用奇偶校验位

•黑白图像：

•利用图像区域中黑色象素的个数对秘密信息进行编码

•利用游程编码对秘密信息进行编码

•利用图像分块中黑色点总个数的奇偶代表秘密信息0或1

•有限调色板图像隐写术

基于调色板的密写:

GifShuffle软件（调整调色板中颜色序列）

•基于图象内容的密写:

最佳的替代颜色分配（不改变调色板中的颜色值），e.g.EzStego,OPA

•混合式：

S-Tools（减少颜色深度再扩展）

•变换域隐写术

•JPEG图像隐写术

–Jsteg

–Outguess算法

–F5

4隐写分析技术（原理、优缺点）

•可视攻击

•x2检验

•RS检验法

•F5隐写分析算法

四、数字水印技术

1概述

•背景：

如何解决版权问题？

•基本概念

•历史和术语

•基本原理

•要求和设计算法时的问题

•评价系统

•将来和标准

2数字图像水印

•数字水印系统vs.通信系统

•数字水印技术简介

–Leastsignificantbit（LSB）modification

–Noiseaddition（Watermarkaspseudorandomnoisepattern）

–Basedonrelationship:

mean,oddinblocks;

meanvalueinterblock;

–Quantization:

QIM-dithermodulation（DCT）

–Adaption

•加性水印技术和变体

•Embeddingonebit

•possiblevariations

–Improvingthereliabilityofthedetector:

Prefilterbeforecorrelation

–Increasingwatermarkpayload:

EmbeddingmultiplebitsbyusingWatermarkModulation

–Multiplicativewatermarkinspatialdomain

–Increasingtherobustnessofthewatermarkbyimperceptuallyincreasingtheenergyofthewatermark:

WatermarkEnergyAdaptationBasedonHVS

–Applingabovetechniquesintransformdomain（DCT,DWT,DFT…）

•量化-抖动调制（DCT）（理解原理）

•幅度调制（DFT）（理解原理）

3MPEG实时视频水印

•LayeredMPEGSyntax

•IntroductiontoVideoWatermarking

•Videowatermarkingvs.imagewatermarking

•DEWAlgorithmandItsImprovements

•DNWAlgorithm

五、数字媒体认证技术

•IntroductiontoImageAuthentication

•定义、分类、应用

•Watermarking-basedImageAuthentication

•与传统的数字签名技术对比理解

•DigitalSignature-BasedImageAuthentication

•分类