[发明专利]一种结合密码学的改进LSB图像隐写方法

说明书

本发明公开了一种结合密码学的改进LSB图像隐写方法，包括下述步骤：(1)加密过程：输入载体图像和秘密信息，并做加密预处理，获取载体图像块的最低k有效位以及秘密信息阵列块的二进制信息；根据载体图像块对秘密信息阵列块应用密码学加密编码，为每个秘密信息阵列块生成秘钥；将获得的加密信息替换载体图像的最低k有效位，从而输出加密图像，并将加密图像中的秘钥地址作为输出；(2)解密过程：输入加密图像和秘钥地址，并将加密图像分为nxn的像素块；然后利用秘钥对加密图像进行解密操作，最后对解密的信息应用解码算法得到秘密信息。本发明方法相对于传统的方法增大了信息隐藏容量，具有隐蔽性好、鲁棒性佳的优点。

技术领域

本发明涉及信息安全及密码学领域，特别是涉及一种结合密码学的改进LSB(最低有效位算法)图像隐写方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展以及互联网的广泛普及，数字媒体已经成为军事、商业等机构以及个人获取和传递信息的重要载体。但与此同时，由于互联网中的数字通信容易受到窃听、恶意干扰等威胁，人们比以往任何时候更加关注通信安全问题。传统的加密技术将信息转换成密文实现对信息内容的隐藏，但缺点是加密后的密文是无意义的乱码，很容易引起攻击者的注意，从而导致信息被干扰或拦截，甚至破坏。在这种背景下，一种新的通信安全观念逐渐形成：通信安全不仅意味着隐藏信息的内容，而且要求隐藏信息传输行为的存在性。因此，具有“伪装”特点的更具隐蔽性的数字隐写术(Steganography)得到了越来越多的关注。

信息隐藏的基本方式有传输隐藏、载体隐藏以及存储隐藏；实现方法有基于替换的信息隐藏方法、基于变换的信息隐藏方法以及基于扩频的信息隐藏方法。目前隐写术在信息安全领域中发挥着越来越重要的作用，总结为三个方面：秘密通信、完整性与资格认证、数据的非法泄露。(1)隐秘通信主要用于信息的安全通信，在网络通信中通过采用隐写术把秘密信息隐藏在普通的多媒体信息中进行传输，而窃听者面对网络上海量的多媒体信息却很难检测到真正藏有秘密信息的多媒体。(2)计算机系统安全的一个重要方面就是数据完整性。验证数据完整性就是确认数据在网上传输或存储过程中没有被篡改。隐写术在图像文件中嵌入一个封条，但不修改数据的任何一个比特，以免被检测到。用这种方法可以进行图像资格认证和防止被篡改。但隐写术用于完整性和资格认证时，必须避免隐写方法泄露及保证隐写秘钥安全。⑶非法泄露可用于国防、军事上。是已有非法泄露或传送信息方法中最保密、最复杂的一种。主要在高质量文件中隐藏低质量的秘密信息，从而可以使用很宽带宽的信道传输信息。在载体数据质量下降时，秘密信息可以很方便的被提取出来。

数字隐写术的基本原理是利用图像、视频、音频、文本等数字载体中存在的人类感知系统不敏感的冗余信息的特性，将待传递的秘密信息隐藏到该冗余信息中，并借助载体的传输来传递秘密信息。由于嵌入信息后的载密载体表面上和普通载体一样，使得可能的攻击者很难察觉到秘密信息的存在，从而保证了信息安全隐蔽的传输。

最低有效位(LSB)算法属于空间域信息隐藏算法，该方法是使用最为广泛的隐藏技术之一。每一幅图像都可以由其位平面来唯一地表示，而人的视觉系统对位平面中的最低几位比特很不敏感，用秘密消息替换这些相应的比特就是一种很具有迷惑性的信息隐藏手段，并且信息隐藏量相对较大。在这类信息隐藏方法中，主要使用无损图像格式并且数据能直接处理和恢复。传统的基于LSB算法的图像隐写术的主要缺点是安全性较低，抗检测性能以及鲁棒性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结合密码学的改进LSB图像隐写方法，通过综合图像隐写术以及密码学，应用MATLAB程序语言对LSB算法进行改进，并结合串表无损压缩算法，相对于传统的方法增大了信息隐藏容量，具有隐蔽性好、鲁棒性佳的优点。

为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：

一种结合密码学的改进LSB图像隐写方法，包括下述步骤：