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商品簡介
名人/編輯推薦
序
目次
商品簡介
本書共7章，對信息安全中信息隱藏及數字浮水印技術的相關知識及部分具體應用進行了詳細介紹。第1章主要介紹信息隱藏技術及其具有代表性的隱寫術、數字浮水印和秘密共享三大研究熱點技術；第2、3章分別介紹基於不同載體下的兩種信息隱藏方案；第4、5章分別介紹兩種秘密共享方案；第6、7章分別介紹一種可逆浮水印方案及篡改定位恢復算法。
本書由淺入深、循序漸進地描述了相關理論知識及具體應用方法，可作為信息隱藏及數字浮水印領域的研究生及學者的參考用書。
本書由淺入深、循序漸進地描述了相關理論知識及具體應用方法，可作為信息隱藏及數字浮水印領域的研究生及學者的參考用書。
名人/編輯推薦
本書對信息安全中信息隱藏及數字水印技術的相關知識及部分具體應用進行了詳細介紹
序
計算機網絡的飛速發展使互聯網成為人們生活和工作中必不可少的信息傳輸媒介。互聯網作為一個公開的通道，惡意攻擊者可以使用各種不法手段來獲取、破壞互聯網中傳輸的各種資料信息，如果這些傳輸的文字或圖像信息是相關領域的關鍵資料，如醫療、法律、軍事等領域，那麼這些信息的洩露或損壞就會造成不可預知的後果。信息隱藏技術是信息安全領域的一門多學科融合技術，其在不影響原始載體媒介正常使用的前提下，通過一定的方法將秘密信息隱藏到公開的數字媒介之中。由於該技術本身擁有的超越傳統密碼學的諸多優點，其已廣泛應用於數字媒體版權保護、隱秘通信等領域。在解決數字圖像的版權保護、內容認證等信息安全問題上，數字浮水印同樣也扮演著非常重要的角色。
本書的主要內容是研究信息隱藏及數字浮水印技術在特定載體中的具體應用，共分為7章。
第1章主要介紹了信息隱藏技術的產生背景、意義、分類及特性，並根據其研究側重點不同分別論述了隱寫術技術、數字浮水印技術及秘密共享技術的相關概念、發展現狀及主要應用領域等。
第2章介紹了一種新穎的利用相像的繁體字和簡體字來實現信息隱藏的方案。對於資料傳輸來說，文本信息的隱藏需要更少的存儲空間和較小的頻寬，它的應用具有明顯的普遍性和廣泛性。但由於文本信息具有較低的冗餘性，這就導致隱藏文本信息時比較困難。本章介紹了利用繁簡同形字來進行文本信息隱藏的方案，簡化了嵌入和提取的過程，並通過實驗證明了其可行性。
第3章介紹了一種新穎的通過DNA序列作為載體的信息隱藏方案，並利用兩個改變的核苷酸間的距離比特的位數來表示隱藏的秘密資料，實現了比傳統的信息隱藏載體（如文本、音訊、視頻等）更高的安全性和魯棒性。
第4章介紹了一種主動式多秘密共享方案。在該方案中，相應的參與者不僅可以共享多個秘密，而且可以在共享秘密信息沒有被改變的前提下定期更新手中的秘密份額，同時銷毀上一個時間週期內的秘密份額，進一步增強了安全性。
第5章介紹了一種可以應用於圖像秘密的可逆的主動秘密圖像共享方案。該方案可以沒有任何損失地重構出秘密圖像和偽裝圖像，並且不會出現溢出問題。
第6章介紹了一種包含新的溢出解決方法的可逆浮水印方案，該方案兩次嵌入信息，第一次使用基於整數小波變換的長條圖平移將浮水印信息均勻嵌於載體圖像；第二次使用低失真可逆浮水印算法調整溢出圖元並嵌入調整信息，以解決溢出問題。
第7章介紹了一種新的基於Arnold置亂的半脆弱性浮水印算法，用於Arnold置亂圖像和明文圖像內容完整性認證，並採用分層思想進行浮水印提取、篡改定位及恢復。本章中的算法對原文圖像的影響更小，同時還可以實現秘密圖像的篡改定位，具有更高的峰值信噪比和更高的定位精度。
本書第1、4、6章由馮斌撰寫，第2章由張國鋒撰寫，第3章由段西強撰寫，第5章由張雷撰寫，第7章由馮玲撰寫。
本書得到國家自然科學基金面上項目“面向多來源資料發佈的社會資料安全共享機制研究”（項目編號：62071320）、“基於海量圖片生命週期的雲端隱私保護系統研究”（項目編號：61771090）、國家自然科學基金青年基金“內容認證與版權保護的圖像浮水印算法研究”（項目編號：61401060）、山東省社會科學規劃研究項目“網絡空間安全環境治理下建立‘三位一體’個人隱私資料保護機制研究”（項目編號：20CGLJ34）以及山東省科技廳重大研發項目“面向多重雲環境下的資料存儲安全及隱私保護關鍵技術研究”（項目編號：2019GGX101019）的經費資助。同時本書列為“泰山學院學術著作出版基金資助出版”項目。本書可作為信息隱藏及數字浮水印領域的研究生及學者的參考用書。
本書是在作者及科研團隊多年的理論和實踐工作的基礎上梳理完成的。在本書撰寫過程中，作者得到了國內很多學者的支持和幫助，特別是大連理工大學李明楚教授、郭成教授及中國科學院信息工程研究所王樹鵬研究員等，他們從本書的整體結構到內容編排都給予了熱情幫助並提出了建設性的意見，在此深表感謝；山東省資料安全與隱私保護科研團隊的專家們對本書的內容進行了整理，在此表示衷心的感謝。另外，本書參考了很多文獻資料及經典算法，在此對算法的提出者及文獻資料的原作者表示深深的感謝。泰山學院的各級領導對本書的出版給予了很大的支持和鼓勵，在此表示衷心的感謝。
由於作者水準有限，書中難免有疏漏或不盡如人意之處，懇請廣大讀者多提寶貴意見，共同探討信息隱藏及數字浮水印領域中先進的方法及技術應用。
作 者
本書的主要內容是研究信息隱藏及數字浮水印技術在特定載體中的具體應用，共分為7章。
第1章主要介紹了信息隱藏技術的產生背景、意義、分類及特性，並根據其研究側重點不同分別論述了隱寫術技術、數字浮水印技術及秘密共享技術的相關概念、發展現狀及主要應用領域等。
第2章介紹了一種新穎的利用相像的繁體字和簡體字來實現信息隱藏的方案。對於資料傳輸來說，文本信息的隱藏需要更少的存儲空間和較小的頻寬，它的應用具有明顯的普遍性和廣泛性。但由於文本信息具有較低的冗餘性，這就導致隱藏文本信息時比較困難。本章介紹了利用繁簡同形字來進行文本信息隱藏的方案，簡化了嵌入和提取的過程，並通過實驗證明了其可行性。
第3章介紹了一種新穎的通過DNA序列作為載體的信息隱藏方案，並利用兩個改變的核苷酸間的距離比特的位數來表示隱藏的秘密資料，實現了比傳統的信息隱藏載體（如文本、音訊、視頻等）更高的安全性和魯棒性。
第4章介紹了一種主動式多秘密共享方案。在該方案中，相應的參與者不僅可以共享多個秘密，而且可以在共享秘密信息沒有被改變的前提下定期更新手中的秘密份額，同時銷毀上一個時間週期內的秘密份額，進一步增強了安全性。
第5章介紹了一種可以應用於圖像秘密的可逆的主動秘密圖像共享方案。該方案可以沒有任何損失地重構出秘密圖像和偽裝圖像，並且不會出現溢出問題。
第6章介紹了一種包含新的溢出解決方法的可逆浮水印方案，該方案兩次嵌入信息，第一次使用基於整數小波變換的長條圖平移將浮水印信息均勻嵌於載體圖像；第二次使用低失真可逆浮水印算法調整溢出圖元並嵌入調整信息，以解決溢出問題。
第7章介紹了一種新的基於Arnold置亂的半脆弱性浮水印算法，用於Arnold置亂圖像和明文圖像內容完整性認證，並採用分層思想進行浮水印提取、篡改定位及恢復。本章中的算法對原文圖像的影響更小，同時還可以實現秘密圖像的篡改定位，具有更高的峰值信噪比和更高的定位精度。
本書第1、4、6章由馮斌撰寫，第2章由張國鋒撰寫，第3章由段西強撰寫，第5章由張雷撰寫，第7章由馮玲撰寫。
本書得到國家自然科學基金面上項目“面向多來源資料發佈的社會資料安全共享機制研究”（項目編號：62071320）、“基於海量圖片生命週期的雲端隱私保護系統研究”（項目編號：61771090）、國家自然科學基金青年基金“內容認證與版權保護的圖像浮水印算法研究”（項目編號：61401060）、山東省社會科學規劃研究項目“網絡空間安全環境治理下建立‘三位一體’個人隱私資料保護機制研究”（項目編號：20CGLJ34）以及山東省科技廳重大研發項目“面向多重雲環境下的資料存儲安全及隱私保護關鍵技術研究”（項目編號：2019GGX101019）的經費資助。同時本書列為“泰山學院學術著作出版基金資助出版”項目。本書可作為信息隱藏及數字浮水印領域的研究生及學者的參考用書。
本書是在作者及科研團隊多年的理論和實踐工作的基礎上梳理完成的。在本書撰寫過程中，作者得到了國內很多學者的支持和幫助，特別是大連理工大學李明楚教授、郭成教授及中國科學院信息工程研究所王樹鵬研究員等，他們從本書的整體結構到內容編排都給予了熱情幫助並提出了建設性的意見，在此深表感謝；山東省資料安全與隱私保護科研團隊的專家們對本書的內容進行了整理，在此表示衷心的感謝。另外，本書參考了很多文獻資料及經典算法，在此對算法的提出者及文獻資料的原作者表示深深的感謝。泰山學院的各級領導對本書的出版給予了很大的支持和鼓勵，在此表示衷心的感謝。
由於作者水準有限，書中難免有疏漏或不盡如人意之處，懇請廣大讀者多提寶貴意見，共同探討信息隱藏及數字浮水印領域中先進的方法及技術應用。
作 者
目次
目 錄
前言
第1章 基礎知識概論1
1.1 信息隱藏技術1
1.1.1 信息隱藏技術的產生背景與意義1
1.1.2 信息隱藏技術的分類2
1.1.3 信息隱藏技術的特性2
1.2 隱寫術技術3
1.2.1 隱寫術技術概述3
1.2.2 隱寫術技術的國內外研究現狀4
1.3 數字水印技術5
1.3.1 數字水印技術產生背景5
1.3.2 數字水印技術的基本框架6
1.3.3 數字水印技術的性能指標7
1.3.4 數字水印的分類8
1.3.5 數字水印技術的國內外研究現狀10
1.4 隱寫術技術和數字水印技術的區別11
1.5 秘密共享技術12
1.5.1 秘密共享理論12
1.5.2 秘密圖像共享技術14
1.6 信息隱藏技術的應用17
1.6.1 隱寫術技術的應用17
1.6.2 數字水印技術的應用17
第2章 一個新穎的漢字文本信息隱藏方案19
2.1 引言19
2.2 相關知識介紹20
2.2.1 漢字編碼知識介紹20
2.2.2 文本信息隱藏的主要方法20
2.2.3 基於L-R和U-D結構漢字的
可逆信息隱藏方案22
2.3 基於繁簡同形字的漢字文本隱藏方案23
2.3.1 加密過程24
2.3.2 解密過程25
2.4 實驗和分析26
本章小結28
第3章 基於DNA序列的數據隱藏方案29
3.1 引言29
3.2 相關知識介紹30
3.2.1 主要符號介紹30
3.2.2 DNA的結構30
3.2.3 替換法DNA信息隱藏方案32
3.2.4 插入法DNA信息隱藏方案33
3.2.5 互補對法DNA信息隱藏方案35
3.3 基於DNA序列的數據隱藏方案35
3.4 實驗和分析37
3.4.1 安全性分析37
3.4.2 模擬實驗38
3.4.3 實驗結果分析40
本章小結41
第4章 主動秘密共享方案42
4.1 引言42
4.2 相關知識介紹43
4.2.1 秘密共享方案的理論基礎43
4.2.2 基於拉格朗日插值多項式的秘密共享算法47
4.2.3 基於中國剩餘定理的秘密共享算法48
4.2.4 基於閾值方案的多秘密共享方案48
4.3 一種新穎的主動式多秘密共享方案50
4.4 實驗和分析51
本章小結52
第5章 可逆的主動秘密圖像共享方案53
5.1 引言53
5.2 相關知識介紹55
5.2.1 基於多項式的秘密共享方案55
5.2.2 基於Shamir(t,n)門限的圖像秘密共享55
5.2.3 基於隱寫術的秘密圖像共享方案56
5.2.4 基於離散對數難解的主動秘密共享方案57
5.2.5 PSNR58
5.3 可逆的主動秘密圖像共享方案設計59
5.3.1 共享階段59
5.3.2 隱藏階段60
5.3.3 更新階段60
5.3.4 秘密圖像獲取階段61
5.4 實驗和分析62
5.4.1 模擬結果62
5.4.2 討論64
本章小結66
第6章 一種包含新的溢出解決方法的可逆水印方案67
6.1 引言67
6.2 相關知識介紹69
6.2.1 可逆圖像水印69
6.2.2 Logistic映射71
6.2.3 Torus自同構映射71
6.2.4 整數小波變換72
6.2.5 基於整數小波變換的直方圖平移72
6.2.6 低失真可逆水印算法74
6.2.7 循環冗餘校驗75
6.2.8 結構相似性75
6.3 低失真溢出處理算法76
6.3.1 溢出處理過程77
6.3.2 溢出恢復過程79
6.4 可逆水印方案79
6.4.1 水印嵌入過程79
6.4.2 提取和恢復過程81
6.5 實驗和分析82
6.5.1 安全性分析82
6.5.2 溢出處理算法性能分析82
6.5.3 可逆性分析83
6.5.4 質量和容量分析84
6.5.5 魯棒性分析84
本章小結86
第7章 基於Arnold置亂的三層篡改定位及恢復的半脆弱性水印算法87
7.1 引言87
7.2 相關知識介紹90
7.2.1 圖像篡改定位與恢復90
7.2.2 圖像置亂算法92
7.2.3 空間域LSB算法94
7.3 基於Arnold置亂的三層篡改定位及恢復的半脆弱性水印算法設計94
7.3.1 基於分塊的水印嵌入95
7.3.2 圖像Arnold置亂加密98
7.3.3 基於分塊的篡改檢測與定位98
7.3.4 基於分塊的篡改恢復103
7.4 實驗和分析104
7.4.1 圖像質量的衡量104
7.4.2 篡改定位和恢復105
本章小結109
參考文獻110
前言
第1章 基礎知識概論1
1.1 信息隱藏技術1
1.1.1 信息隱藏技術的產生背景與意義1
1.1.2 信息隱藏技術的分類2
1.1.3 信息隱藏技術的特性2
1.2 隱寫術技術3
1.2.1 隱寫術技術概述3
1.2.2 隱寫術技術的國內外研究現狀4
1.3 數字水印技術5
1.3.1 數字水印技術產生背景5
1.3.2 數字水印技術的基本框架6
1.3.3 數字水印技術的性能指標7
1.3.4 數字水印的分類8
1.3.5 數字水印技術的國內外研究現狀10
1.4 隱寫術技術和數字水印技術的區別11
1.5 秘密共享技術12
1.5.1 秘密共享理論12
1.5.2 秘密圖像共享技術14
1.6 信息隱藏技術的應用17
1.6.1 隱寫術技術的應用17
1.6.2 數字水印技術的應用17
第2章 一個新穎的漢字文本信息隱藏方案19
2.1 引言19
2.2 相關知識介紹20
2.2.1 漢字編碼知識介紹20
2.2.2 文本信息隱藏的主要方法20
2.2.3 基於L-R和U-D結構漢字的
可逆信息隱藏方案22
2.3 基於繁簡同形字的漢字文本隱藏方案23
2.3.1 加密過程24
2.3.2 解密過程25
2.4 實驗和分析26
本章小結28
第3章 基於DNA序列的數據隱藏方案29
3.1 引言29
3.2 相關知識介紹30
3.2.1 主要符號介紹30
3.2.2 DNA的結構30
3.2.3 替換法DNA信息隱藏方案32
3.2.4 插入法DNA信息隱藏方案33
3.2.5 互補對法DNA信息隱藏方案35
3.3 基於DNA序列的數據隱藏方案35
3.4 實驗和分析37
3.4.1 安全性分析37
3.4.2 模擬實驗38
3.4.3 實驗結果分析40
本章小結41
第4章 主動秘密共享方案42
4.1 引言42
4.2 相關知識介紹43
4.2.1 秘密共享方案的理論基礎43
4.2.2 基於拉格朗日插值多項式的秘密共享算法47
4.2.3 基於中國剩餘定理的秘密共享算法48
4.2.4 基於閾值方案的多秘密共享方案48
4.3 一種新穎的主動式多秘密共享方案50
4.4 實驗和分析51
本章小結52
第5章 可逆的主動秘密圖像共享方案53
5.1 引言53
5.2 相關知識介紹55
5.2.1 基於多項式的秘密共享方案55
5.2.2 基於Shamir(t,n)門限的圖像秘密共享55
5.2.3 基於隱寫術的秘密圖像共享方案56
5.2.4 基於離散對數難解的主動秘密共享方案57
5.2.5 PSNR58
5.3 可逆的主動秘密圖像共享方案設計59
5.3.1 共享階段59
5.3.2 隱藏階段60
5.3.3 更新階段60
5.3.4 秘密圖像獲取階段61
5.4 實驗和分析62
5.4.1 模擬結果62
5.4.2 討論64
本章小結66
第6章 一種包含新的溢出解決方法的可逆水印方案67
6.1 引言67
6.2 相關知識介紹69
6.2.1 可逆圖像水印69
6.2.2 Logistic映射71
6.2.3 Torus自同構映射71
6.2.4 整數小波變換72
6.2.5 基於整數小波變換的直方圖平移72
6.2.6 低失真可逆水印算法74
6.2.7 循環冗餘校驗75
6.2.8 結構相似性75
6.3 低失真溢出處理算法76
6.3.1 溢出處理過程77
6.3.2 溢出恢復過程79
6.4 可逆水印方案79
6.4.1 水印嵌入過程79
6.4.2 提取和恢復過程81
6.5 實驗和分析82
6.5.1 安全性分析82
6.5.2 溢出處理算法性能分析82
6.5.3 可逆性分析83
6.5.4 質量和容量分析84
6.5.5 魯棒性分析84
本章小結86
第7章 基於Arnold置亂的三層篡改定位及恢復的半脆弱性水印算法87
7.1 引言87
7.2 相關知識介紹90
7.2.1 圖像篡改定位與恢復90
7.2.2 圖像置亂算法92
7.2.3 空間域LSB算法94
7.3 基於Arnold置亂的三層篡改定位及恢復的半脆弱性水印算法設計94
7.3.1 基於分塊的水印嵌入95
7.3.2 圖像Arnold置亂加密98
7.3.3 基於分塊的篡改檢測與定位98
7.3.4 基於分塊的篡改恢復103
7.4 實驗和分析104
7.4.1 圖像質量的衡量104
7.4.2 篡改定位和恢復105
本章小結109
參考文獻110
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