《信息隱藏技術(shù)》系統(tǒng)地介紹了信息隱藏技術(shù)的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法,講解了信息隱藏技術(shù)所涉及的主要學(xué)習(xí)和研究?jī)?nèi)容。其主要內(nèi)容包括信息隱藏技術(shù)概念、研究意義和應(yīng)用領(lǐng)域;對(duì)基于數(shù)字圖像和三維模型的信息隱藏區(qū)域和隱藏規(guī)則以及相關(guān)基礎(chǔ)理論;利用優(yōu)勢(shì)理論按照空間域/變換域的分類規(guī)則進(jìn)行信息隱藏算法設(shè)計(jì);按照對(duì)算法性能的貢獻(xiàn)點(diǎn)對(duì)算法進(jìn)行分解,將其擴(kuò)展為一個(gè)完整的信息隱藏系統(tǒng);最后對(duì)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行理論和分析案例展示。
本書可作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程、信息與通信工程,尤其是網(wǎng)絡(luò)空間安全相關(guān)學(xué)科的研究生和本科生的教材,也可以作為安全領(lǐng)域的科研技術(shù)人員的參考書。
隨著Internet的飛速發(fā)展,信息傳播變得更加方便和快捷,但同時(shí)也給信息安全問題帶來了巨大挑戰(zhàn)。信息隱藏技術(shù)以傳輸?shù)拇嬖谛院托畔⒌碾[蔽性為信息安全傳輸提供了可靠的技術(shù)手段。
本書以數(shù)字圖像和三維模型作為信息隱藏載體,講授基于數(shù)字圖像和三維模型的信息隱藏技術(shù)。
本書涉及大量的與信息隱藏技術(shù)相關(guān)的數(shù)字圖像和三維模型處理的知識(shí),使得學(xué)習(xí)者具有完善的信息隱藏技術(shù)體系。按照空間域與變換域的技術(shù)脈絡(luò),詳細(xì)介紹了基于空間域、變換域以及兩者結(jié)合的高性能信息隱藏算法設(shè)計(jì)思路,使得學(xué)習(xí)者可以掌握并實(shí)現(xiàn)具體的信息隱藏算法,符合高等教育高級(jí)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。本書還涉及信息隱藏系統(tǒng)架構(gòu)以及評(píng)估方法的講授,從算法升級(jí)到系統(tǒng),從感性評(píng)價(jià)上升到理論評(píng)估,符合高等教育的理論與實(shí)際相結(jié)合的復(fù)合型創(chuàng)新性人才培養(yǎng)要求。全書共分8章。第一章為緒論,介紹了信息隱藏技術(shù)的基本概念,分析了信息隱藏技術(shù)較加密和安全信道技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),利用實(shí)例分析了信息隱藏技術(shù)的可行性,介紹了主流的信息隱藏算法分類。在信息隱藏系統(tǒng)方面,重點(diǎn)介紹了信息隱藏系統(tǒng)的特性以及子系統(tǒng)和功能模塊,介紹了信息隱藏系統(tǒng)安全性分析的理論基礎(chǔ)以及學(xué)習(xí)與研究思路。第二章為基于數(shù)字圖像的信息隱藏區(qū)域。從數(shù)字圖像的能量性、結(jié)構(gòu)性以及復(fù)雜度特性對(duì)信息隱藏區(qū)域的生成進(jìn)行了講解,系統(tǒng)闡述了與信息隱藏區(qū)域生成相關(guān)的基礎(chǔ)理論。能量性方面的基礎(chǔ)理論包括GHM、CL和CARDBAL2多小波變換、高斯金字塔理論、顏色空間理論。結(jié)構(gòu)性方面的基礎(chǔ)理論包括位平面理論、環(huán)形解析理論、顏色遷移理論。復(fù)雜度特性方面的基礎(chǔ)理論包括廣義位平面和紋理復(fù)雜度判別。第三章為基于三維模型的信息隱藏區(qū)域。從三維模型的能量性和結(jié)構(gòu)性對(duì)隱藏區(qū)域生成進(jìn)行講解。能量性方面,首次引進(jìn)局部高度和Mean Shift聚類分析理論用于信息隱藏區(qū)域的選擇和生成。結(jié)構(gòu)性方面,介紹了使用三維模型骨架理論以及距離變換算法求骨架節(jié)點(diǎn)。第四章為基于數(shù)字圖像與三維模型的信息隱藏嵌入規(guī)則,講授匹配度和信息表達(dá)轉(zhuǎn)換理論。匹配度的實(shí)現(xiàn)依靠置亂技術(shù),而信息表達(dá)轉(zhuǎn)換則介紹顏色場(chǎng)結(jié)構(gòu)法、顏色模矢量場(chǎng)結(jié)構(gòu)法、三維內(nèi)切球數(shù)量表達(dá)轉(zhuǎn)換以及三維輪廓表達(dá)轉(zhuǎn)換。第五章為基于數(shù)字圖像的信息隱藏算法,介紹了空間域和變換域在信息隱藏技術(shù)中的聯(lián)合應(yīng)用方法以及聯(lián)合應(yīng)用時(shí)變換域生成隱藏區(qū)域時(shí)必須考慮的生成因素。重點(diǎn)介紹了四種信息隱藏算法:① 基于lαβ與組合廣義位平面的信息隱藏算法;② 基于CL多小波與DCT的信息隱藏算法;③ 基于GHM與顏色遷移理論的信息隱藏算法;④ 基于CARDBAL2與顏色場(chǎng)結(jié)構(gòu)法的信息隱藏算法。基于數(shù)字圖像的信息隱藏算法以信息隱藏區(qū)域和規(guī)則的生成原理為基礎(chǔ),詳細(xì)給出了算法的應(yīng)用原理和流程,通過理論分析與實(shí)驗(yàn)仿真,驗(yàn)證了算法的有效性。
第六章為基于三維模型的信息隱藏算法。分別介紹了基于骨架和內(nèi)切球解析的三維模型信息隱藏算法以及基于模型點(diǎn)Mean Shift 聚類分析的三維模型信息隱藏算法。第七章為信息隱藏系統(tǒng)組成,介紹了由2個(gè)子系統(tǒng)和9個(gè)功能模塊組成的信息隱藏系統(tǒng),講解各個(gè)模塊的功能設(shè)置和理論基礎(chǔ),以及在信息隱藏系統(tǒng)應(yīng)用中,信息加密方法的選擇原則、信息編碼原則、載體選擇原則、算法選擇原則、置亂與優(yōu)化選擇策略,并對(duì)預(yù)處理子系統(tǒng)中7個(gè)模塊之間的沖突與協(xié)調(diào)問題進(jìn)行相關(guān)說明。第八章為信息隱藏系統(tǒng)的安全分析,給出信息隱藏系統(tǒng)安全性分析的基準(zhǔn)要素、分析要素、分析的準(zhǔn)備工作和分析流程。在簡(jiǎn)要介紹了現(xiàn)有安全性分析方法的基礎(chǔ)上,講授一種適合對(duì)信息隱藏系統(tǒng)進(jìn)行安全性分析的方法——灰色層次分析法。應(yīng)用灰色層次分析法提出了一種面向信息隱藏系統(tǒng)的安全性分析模型——基于灰色層次分析法的信息隱藏系統(tǒng)的安全性分析模型,給出了模型的構(gòu)建和分析流程,并給出實(shí)驗(yàn)分析,佐證該模型分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
本書得到了國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61402052,61303041)、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2014JM2-6105)、中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2015M572510)、陜西省博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目、西藏自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015ZR-14-20)、長(zhǎng)安大學(xué)中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(310832151092)、國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201610710036,201510710044)、全國(guó)工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生教育在線課程重大建設(shè)項(xiàng)目(課程編號(hào)0542)的資助。
本書在“學(xué)堂在線”配套慕課(大規(guī)模開放在線課程,簡(jiǎn)稱慕課)平臺(tái)上運(yùn)行,即配套視頻、習(xí)題和互動(dòng),具有良好的學(xué)習(xí)效果。讀者可登錄學(xué)堂在線網(wǎng)站http://www.xuetangx.com/,搜索“信息隱藏技術(shù)”在線觀看。
由于作者水平所限,書中難免存在諸多紕漏和不足,敬請(qǐng)各位同行專家和廣大讀者批評(píng)指正。
編者著
2016年12月
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