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多媒體信息安全實踐教程 版權(quán)信息
- ISBN：9787030532664
- 條形碼：9787030532664 ; 978-7-03-053266-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
多媒體信息安全實踐教程 內(nèi)容簡介
本教材初步分成四部分，**部分多媒體信息隱藏，介紹圖像、音頻和視頻等多媒體格式中的典型信息隱藏方法。第二部分與**部分相輔相成，針對**部分中的經(jīng)典信息隱藏方法展開分析。第三部分是數(shù)字水印和數(shù)字指紋，主要針對版權(quán)保護、身份認證等實際應(yīng)用，介紹目前比較流行的水印算法和指紋算法的實現(xiàn)過程。第四部分對應(yīng)數(shù)字媒體取證技術(shù)，主要涉及圖像篡改中的拼接檢測和拷貝檢測兩大類方法。
多媒體信息安全實踐教程 目錄
目錄
第1章 密碼技術(shù) 1
1.1 換位密碼案例 1
1.1.1 實驗條件和設(shè)置 1
1.1.2 總體設(shè)計 1
1.1.3 主要功能實現(xiàn) 3
1.1.4 問題思考 10
1.2 單字母替換密碼案例 10
1.2.1 實驗條件和設(shè)置 10
1.2.2 總體設(shè)計 10
1.2.3 主要功能實現(xiàn) 12
1.2.4 問題思考 15
1.3 多字母替換密碼案例 15
1.3.1 實驗條件和設(shè)置 15
1.3.2 總體設(shè)計 15
1.3.3 主要功能實現(xiàn) 21
1.2.4 問題思考 29
第2章 圖像信息隱藏及分析 30
2.1 圖像格式信息隱藏及分析案例 30
2.1.1 實驗條件和設(shè)置 30
2.1.2 總體設(shè)計 30
2.1.3 主要功能實現(xiàn) 31
2.1.4 問題思考 37
2.2 基于LSB 的空域信息隱藏案例 37
2.2.1 實驗條件和設(shè)置 37
2.2.2 總體設(shè)計 37
2.2.3 主要功能實現(xiàn) 40
2.2.4 問題思考 42
2.3 空域信息隱藏RS 檢測案例 42
2.3.1 實驗條件和設(shè)置 42
2.3.2 總體設(shè)計 42
2.3.3 主要功能實現(xiàn) 44
2.3.4 問題思考 48
2.4 JPEG圖像信息隱藏案例 48
2.4.1 實驗條件和設(shè)置 48
2.4.2 總體設(shè)計 48
2.4.3 主要功能實現(xiàn) 50
2.4.4 問題思考 53
2.5 JPEG圖像信息隱藏分析案例 53
2.5.1 實驗條件和設(shè)置 53
2.5.2 總體設(shè)計 53
2.5.3 主要功能實現(xiàn) 55
2.5.4 問題思考 63
2.6 信息隱藏軟件案例 63
2.6.1 實驗條件和設(shè)置 63
2.6.2 總體設(shè)計 63
2.6.3 主要功能實現(xiàn) 65
2.6.4 問題思考 69
第3章 數(shù)字水印 70
3.1 魯棒數(shù)字水印案例 70
3.1.1 實驗條件和設(shè)置 70
3.1.2 總體設(shè)計 70
3.1.3 主要功能實現(xiàn) 72
3.1.4 問題思考 77
3.2 可逆數(shù)字水印案例 77
3.2.1 實驗條件和設(shè)置 77
3.2.2 總體設(shè)計 77
3.2.3 主要功能實現(xiàn) 82
3.3 黑白圖像可視數(shù)字水印案例 86
3.3.1 實驗條件和設(shè)置 86
3.3.2 總體設(shè)計 86
3.3.3 主要功能實現(xiàn) 89
3.3.4 問題思考 92
3.4 灰度圖像可視數(shù)字水印案例 92
3.4.1 實驗條件和設(shè)置 92
3.4.2 總體設(shè)計 92
3.4.3 主要功能實現(xiàn) 93
3.4.4 問題思考 96
3.5 PDF文檔可視水印案例 96
3.5.1 實驗條件和設(shè)置 96
3.5.2 總體設(shè)計 97
3.5.3 主要功能實現(xiàn) 97
3.5.4 問題思考 103
第4章 數(shù)字媒體取證 104
4.1 相機來源聚類分析案例 104
4.1.1 實驗條件和設(shè)置 104
4.1.2 總體設(shè)計 104
4.1.3 主要功能實現(xiàn) 108
4.1.4 問題思考 113
4.2 相機來源分類取證案例 113
4.2.1 實驗條件和設(shè)置 113
4.2.2 總體設(shè)計 113
4.2.3 主要功能實現(xiàn) 116
4.3 圖像模糊取證 123
4.3.1 實驗條件和設(shè)置 123
4.3.2 總體設(shè)計 124
4.3.3 主要功能實現(xiàn) 126
4.4 JPEG壓縮特性取證 129
4.4.1 實驗條件和設(shè)置 129
4.4.2 總體設(shè)計 129
4.4.3 主要功能實現(xiàn) 132
4.4.4 問題思考 136
4.5 打印文檔碎紙拼接案例 136
4.5.1 實驗條件和設(shè)置 136
4.5.2 總體設(shè)計 136
4.5.3 主要功能實現(xiàn) 140
4.5.4 問題思考 162
第5章 生物識別和公共安全 164
5.1 生物特征識別案例 164
5.1.1 實驗條件和設(shè)置 164
5.1.2 總體設(shè)計 164
5.1.3 主要功能實現(xiàn) 167
5.1.4 問題思考 169
5.2 生物模板安全案例 169
5.2.1 實驗條件和設(shè)置 169
5.2.2 總體設(shè)計 170
5.2.3 主要功能實現(xiàn) 173
5.2.4 問題思考 175
5.3 視頻目標跟蹤案例 175
5.3.1 實驗條件和設(shè)置 175
5.3.2 相關(guān)知識 175
5.3.3 壓縮感知的理論依據(jù) 176
5.3.4 壓縮追蹤算法 176
5.3.5 主要功能實現(xiàn) 178
5.3.6 問題思考 181
5.4 視頻行人再識別案例 181
5.4.1 實驗條件和設(shè)置 181
5.4.2 總體設(shè)計 181
5.4.3 主要功能實現(xiàn) 183
5.4.4 問題思考 193
參考文獻 194
第1章 密碼技術(shù) 1
1.1 換位密碼案例 1
1.1.1 實驗條件和設(shè)置 1
1.1.2 總體設(shè)計 1
1.1.3 主要功能實現(xiàn) 3
1.1.4 問題思考 10
1.2 單字母替換密碼案例 10
1.2.1 實驗條件和設(shè)置 10
1.2.2 總體設(shè)計 10
1.2.3 主要功能實現(xiàn) 12
1.2.4 問題思考 15
1.3 多字母替換密碼案例 15
1.3.1 實驗條件和設(shè)置 15
1.3.2 總體設(shè)計 15
1.3.3 主要功能實現(xiàn) 21
1.2.4 問題思考 29
第2章 圖像信息隱藏及分析 30
2.1 圖像格式信息隱藏及分析案例 30
2.1.1 實驗條件和設(shè)置 30
2.1.2 總體設(shè)計 30
2.1.3 主要功能實現(xiàn) 31
2.1.4 問題思考 37
2.2 基于LSB 的空域信息隱藏案例 37
2.2.1 實驗條件和設(shè)置 37
2.2.2 總體設(shè)計 37
2.2.3 主要功能實現(xiàn) 40
2.2.4 問題思考 42
2.3 空域信息隱藏RS 檢測案例 42
2.3.1 實驗條件和設(shè)置 42
2.3.2 總體設(shè)計 42
2.3.3 主要功能實現(xiàn) 44
2.3.4 問題思考 48
2.4 JPEG圖像信息隱藏案例 48
2.4.1 實驗條件和設(shè)置 48
2.4.2 總體設(shè)計 48
2.4.3 主要功能實現(xiàn) 50
2.4.4 問題思考 53
2.5 JPEG圖像信息隱藏分析案例 53
2.5.1 實驗條件和設(shè)置 53
2.5.2 總體設(shè)計 53
2.5.3 主要功能實現(xiàn) 55
2.5.4 問題思考 63
2.6 信息隱藏軟件案例 63
2.6.1 實驗條件和設(shè)置 63
2.6.2 總體設(shè)計 63
2.6.3 主要功能實現(xiàn) 65
2.6.4 問題思考 69
第3章 數(shù)字水印 70
3.1 魯棒數(shù)字水印案例 70
3.1.1 實驗條件和設(shè)置 70
3.1.2 總體設(shè)計 70
3.1.3 主要功能實現(xiàn) 72
3.1.4 問題思考 77
3.2 可逆數(shù)字水印案例 77
3.2.1 實驗條件和設(shè)置 77
3.2.2 總體設(shè)計 77
3.2.3 主要功能實現(xiàn) 82
3.3 黑白圖像可視數(shù)字水印案例 86
3.3.1 實驗條件和設(shè)置 86
3.3.2 總體設(shè)計 86
3.3.3 主要功能實現(xiàn) 89
3.3.4 問題思考 92
3.4 灰度圖像可視數(shù)字水印案例 92
3.4.1 實驗條件和設(shè)置 92
3.4.2 總體設(shè)計 92
3.4.3 主要功能實現(xiàn) 93
3.4.4 問題思考 96
3.5 PDF文檔可視水印案例 96
3.5.1 實驗條件和設(shè)置 96
3.5.2 總體設(shè)計 97
3.5.3 主要功能實現(xiàn) 97
3.5.4 問題思考 103
第4章 數(shù)字媒體取證 104
4.1 相機來源聚類分析案例 104
4.1.1 實驗條件和設(shè)置 104
4.1.2 總體設(shè)計 104
4.1.3 主要功能實現(xiàn) 108
4.1.4 問題思考 113
4.2 相機來源分類取證案例 113
4.2.1 實驗條件和設(shè)置 113
4.2.2 總體設(shè)計 113
4.2.3 主要功能實現(xiàn) 116
4.3 圖像模糊取證 123
4.3.1 實驗條件和設(shè)置 123
4.3.2 總體設(shè)計 124
4.3.3 主要功能實現(xiàn) 126
4.4 JPEG壓縮特性取證 129
4.4.1 實驗條件和設(shè)置 129
4.4.2 總體設(shè)計 129
4.4.3 主要功能實現(xiàn) 132
4.4.4 問題思考 136
4.5 打印文檔碎紙拼接案例 136
4.5.1 實驗條件和設(shè)置 136
4.5.2 總體設(shè)計 136
4.5.3 主要功能實現(xiàn) 140
4.5.4 問題思考 162
第5章 生物識別和公共安全 164
5.1 生物特征識別案例 164
5.1.1 實驗條件和設(shè)置 164
5.1.2 總體設(shè)計 164
5.1.3 主要功能實現(xiàn) 167
5.1.4 問題思考 169
5.2 生物模板安全案例 169
5.2.1 實驗條件和設(shè)置 169
5.2.2 總體設(shè)計 170
5.2.3 主要功能實現(xiàn) 173
5.2.4 問題思考 175
5.3 視頻目標跟蹤案例 175
5.3.1 實驗條件和設(shè)置 175
5.3.2 相關(guān)知識 175
5.3.3 壓縮感知的理論依據(jù) 176
5.3.4 壓縮追蹤算法 176
5.3.5 主要功能實現(xiàn) 178
5.3.6 問題思考 181
5.4 視頻行人再識別案例 181
5.4.1 實驗條件和設(shè)置 181
5.4.2 總體設(shè)計 181
5.4.3 主要功能實現(xiàn) 183
5.4.4 問題思考 193
參考文獻 194
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多媒體信息安全實踐教程 節(jié)選
第1章 密碼技術(shù) 1.1 換位密碼案例 1.1.1 實驗條件和設(shè)置 加密明文：為了驗證換位加密算法的功能，使用英文的字符串進行實驗，分別選取如下三句英文句子作為加密明文，使用不同的換位加密算法進行加密操作。 (1)A good neighbour is better than a bother in the next village. (2)If you would build for your happiness a sure foundation， let the stone for the corner be a good reputation. (3)Many have suffered for talking， none ever suffered for keeping silence. 實驗平臺：Matlab 軟件。 1.1.2 總體設(shè)計 換位加密技術(shù)是加密算法中*為重要和經(jīng)典的手段之一。在傳統(tǒng)加密算法中，換位加密是一種*常見的技術(shù)，其核心是不改變明文中所有英文字母的內(nèi)容，但是改變其出現(xiàn)的順序。例如，“I have a book”使用換位加密中的倒序法進行加密，其結(jié)果則為“KOOBAEVAHI”。而古代西方軍隊中常常使用的斯巴達棍(Scytale)，其本質(zhì)也是通過換位的方法進行加密。甚至是達 芬奇所經(jīng)常采用的鏡像法，也被視為換位加密的一種特例。換位加密并沒有引入新的“符號”來替換明文中的字母，也沒有指定某一個或某幾個字母來替換明文中的字母，只是通過調(diào)整明文中字母出現(xiàn)的順序來實現(xiàn)對明文的加密。 算法原理 1．柵欄技術(shù) 柵欄技術(shù)是一種簡單的換位加密技術(shù)。其核心思想是將明文按照列優(yōu)先的方式寫下來(若位數(shù)不夠，則可以使用“x”進行填充)，然后按照行優(yōu)先的方式(或者其他的方式)進行讀取，進而獲得密文。在柵欄技術(shù)中，按照列優(yōu)先的方式進行書寫時，每一列寫幾個字母(即行數(shù))被稱為柵欄的“深度”。例如，要對明文“i love china”使用深度為2的柵欄技術(shù)進行加密，可以將明文寫為如表1.1.1 所示的形式。 表1.1.1 深度為2的柵欄技術(shù) 然后根據(jù)行優(yōu)先的方式進行讀取，可得密文為“IOEHNLVCIA”。 顯然，這是一種極其簡單而有效的加密方式。在這個簡單的例子中，其加密的模式被定義為“列書寫、行讀取”，這是一種*為簡單的換位方式；同時，其列書寫時的深度為2，可以被認為是一種簡易的“密鑰”。在上述例子中，深度為2 的柵欄技術(shù)雖然可以對明文字母進行加密，但是其安全性并不高。可以看出，柵欄技術(shù)的安全性取決于如下兩點。 (1)加密的模式：在上述例子中，加密采用的是簡單地按列進行書寫，按行進行讀取。當然，這種模式也可以被修改為按列進行書寫，反向(從右到左)按行讀取，或者對角(從矩陣的四個角開始，按照不同的對角方向)讀取。顯然，在同樣的深度參數(shù)下，按照不同的加密模式會得到不同的密文，其解密方式也不盡相同。需要注意的是，這種加密/解密的模式其本質(zhì)上就是加密/解密算法本身。因此，柵欄技術(shù)的安全性顯然是強烈依賴于加密/解密算法，這并不符合密碼學(xué)中的柯克霍夫原則。 (2)柵欄深度：使用不同的深度參數(shù)會得到不同的密文。因此，柵欄深度是加密/解密過程中的一個重要參數(shù)，也可以被認為是柵欄技術(shù)的“密鑰”。顯然，這個“密鑰”應(yīng)該是大于等于2 的。但并非是越大越好，事實上，在上述例子中，若柵欄深度為10，則密文和明文是完全一樣的結(jié)果。 例如，若使用深度為5，對角方向優(yōu)先的方式對明文“cryp is the practice of technique for secure communication”進行加密，則明文被寫為表1.1.2所示。 表1.1.2 深度為5的柵欄技術(shù) 根據(jù)對角優(yōu)先的方式進行讀取(假定從左上對角開始)，可得其密文為“CSRRTYCAHP EECEIQCOTPRUHFIRSENTMEEFIAUCCOTNOUIIMOCN”。 解密的過程與加密過程完全相反。只需要將密文按照行優(yōu)先的方式(或者其他的方式)進行書寫，并按照列優(yōu)先的方式進行讀取即可，其深度信息決定了在進行行書寫的時候，其每行*多可容納幾個字母。 2．置換技術(shù) 置換技術(shù)可以看做是柵欄技術(shù)的一種改進。使用柵欄技術(shù)進行加密的時候，由于其加密模式(即對明文的讀取方式)是固定的，因此事實上其安全性較低，一旦攻擊者了解了加密的模式，便很容易對密文進行解密。置換技術(shù)則進一步對讀取的方式進行了改進。置換技術(shù)是將明文按行進行書寫，并按照密鑰給出的順序進行列讀取。從這個角度來說，置換技術(shù)的密鑰位數(shù)就隱含了其每一行的*大列數(shù)。例如，使用密鑰為“632145”的置換技術(shù)對明文“trust me. we are not alone. we will never be alone.”進行加密，可以得到表1.1.3所示數(shù)據(jù)。 表1.1.3 置換技術(shù)示例 然后，按照密鑰中給出的列讀取順序，從編號為1～6 的列中依次讀取該列的信息，進而獲得密文為“SET.LBEUWOELRNR.NNIEOTAAWNE.MRLEEAXTEEOWVL”。 顯然，相對于柵欄技術(shù)，攻擊者即便知道了置換技術(shù)的加密方法，在沒有獲得密鑰的情況下，要重建和恢復(fù)上述置換矩陣也較為困難。 解密過程與加密過程完全相反，只需要根據(jù)密鑰的位數(shù)，就可以獲得矩陣的列數(shù)，然后再根據(jù)密鑰所給出的順序依次按列將密文進行寫入，*后按照行優(yōu)先讀取出明文即可。 3．置亂技術(shù) 置亂技術(shù)也是一種簡單而有效的換位加密方法。其想法簡單而直接：通過偽隨機序列獲取明文每個字符的換位加密位置，進而進行明文字符位置的置亂，達到加密的目的。例如，對“cryptography”進行加密，若使用加密密鑰獲得隨機序列“9， 2， 10， 1， 6， 7， 11， 12， 3，4， 8， 5”，則意味著密文的順序依次為明文的第九個、第二個、第十個 第五個字符，因此加密后的密文為“ARPCOGHYYPRT”。 1.1.3 主要功能實現(xiàn) 1．柵欄技術(shù) 實驗參考代碼如下： 柵欄技術(shù)算法 清空工作區(qū)及屏幕 設(shè)置深度，深度應(yīng)該大于等于2 設(shè)置讀取模式 模式1 為從左至右行優(yōu)先讀取；模式2 為從右至左行優(yōu)先讀取；模式3 為從左上對角開始對角優(yōu)先讀取 設(shè)置明文信息并對其進行處理 將明文信息中的空格全部去掉 將明文信息全部改為小寫字母 若填不滿矩陣，則需要進行補齊 按列優(yōu)先寫入矩陣 根據(jù)不同的模式，按照某種優(yōu)先順序讀取矩陣，生成密文 switch mode 為從左至右行優(yōu)先讀取 為從右至左行優(yōu)先讀取 從左上對角開始對角優(yōu)先讀取 獲得循環(huán)次數(shù) 先橫著走 再豎著走 將密文全部置為大寫 輸出加密結(jié)果和碼表 柵欄技術(shù)解密算法 開始解密 根據(jù)不同的模式，按照某種優(yōu)先順序?qū)懭刖仃?為從左至右行優(yōu)先寫入 為從右至左行優(yōu)先讀取 從左上對角開始對角優(yōu)先讀取 獲得循環(huán)次數(shù) 先橫著走 再豎著走 *后按照列的方式進行讀取，得到明文 輸入解密結(jié)果
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