在图像中嵌入数据的一种新方法

萨米尔·库马尔教授Bandyopadhyay^{* 1},Biswajita达塔²,Debjit Chakrabarty³,Aditi Majumdar³,Srimanti Bhowmick³和Nilanjana Ghosh³

部门电脑Sc。&工程,加尔各答,印度加尔各答大学
电脑Sc。&工程系讲师,圣托马斯大学的工程和技术加尔各答,印度
学生、信息技术部、圣托马斯大学的工程和技术加尔各答,印度

通讯作者:萨米尔Kumar Bandyopadhyay教授电子邮件:skb1@vsnl.com

文摘

高速计算机网络和互联网的发展,特别是增加了信息交流的便利。事业发展也忧虑——使用数字格式化的数据。与模拟媒体相比,数字媒体提供了几个不同的优点,如高质量、易编辑、高保真复制、压缩等等。但是这种进步在数据通信领域的其他意义上提高了害怕检查获得数据发送的时候从发送者到接收者。信息安全已经成为不可分割的一部分数据通信。为了解决这个信息安全,隐写术扮演重要的角色。隐写术是写作的艺术和科学的信息隐藏在这样一种方式,没有人除了发送者和接收者甚至意识到有一个隐藏的信息。本文提出了一种新的方法嵌入数据在一个图像,图像将改变人类的视觉系统。

关键字

网络、图像、安全、加密、隐藏和艾滋病毒。

介绍

隐写术是覆盖或隐藏的艺术写作[1]。隐写术的目的是秘密通信隐藏信息来自第三方。隐写术来自希腊字Steganos(覆盖)和Graptos(写作)。隐写术是生物和生理的起源。“隐写术”一词在1500年开始使用后特里特米乌斯的书的外观的主题“科学”。一个简短的概述在这个领域可以分为三个部分,他们的过去,现在和未来[2]。隐写术的现代意义上的词通常指信息或文件被隐藏在一个数码照片,视频或音频文件。什么隐写术实质上是利用人类的感知;人类的感官不是训练寻找隐藏在其中的文件信息。一般,在隐写术,实际信息不是保持在原来的格式,从而转化为另一种等价的多媒体文件图片,视频或音频进而被隐藏在另一个对象。 This apparent message (known as cover text in usual terms) is sent through the network to the recipient, where the actual message is separated from it. The majority of today’s steganographic systems uses multimedia objects like image, audio, video etc. as cover media because people often transmit digital pictures over email and other Internet communication [3]. In modern approach, depending on the nature of cover object, steganography can be divided into five types:

•文本隐写术

•音频隐写术

•视频隐写术

•协议隐写术

所以,在现代很多隐写术设计作品与上面的关注对象。经常在今天的安全发展,我们有时会遇到一定的情况下,结合密码学和隐写术是用来实现数据隐私保密。在本文中,我们提出了一种新的方法嵌入数据在一个图像,图像将会改变人类视觉系统(HVS)。技术上“隐写术”这个词意味着“覆盖或隐藏的写作”。其古老的起源可以追溯到公元前440年。虽然词隐写术只有在15世纪,隐写术的使用可以追溯到数千年前。在古代,信息隐藏的蜡写表,写在兔子的肚子,或纹身在头皮上的奴隶。在当今世界,我们经常听流行的术语“黑客”。黑客只是一个未经授权的访问的数据可以收集数据传输的时间。对隐写术这个问题经常作为隐写式密码解密。 Information can be hidden inside a multimedia object using many suitable techniques. As a cover object, we can select image, audio or video file. Depending on the type of the cover object, definite and appropriate technique is followed in order to obtain security. Since everyone can read, encoding text in neutral sentences is doubtfully effective. But taking the first letter of each word of the previous sentence, you will see that it is possible and not very difficult. Hiding information in plain text can be done in many different ways [4]. Many techniques involve the modification of the layout of a text, rules like using every n-th character or the altering of the amount of white space after lines or between words [5]. The last technique was successfully used in practice and even after a text has been printed and copied on paper for ten times, the secret message could still be retrieved. Another possible way of storing a secret inside a text is using a publicly available cover source, a book or a newspaper, and using a code which consists for example of a combination of a page number, a line number and a character number. This way, no information stored inside the cover source will lead to the hidden message. Discovering it relies solely on gaining knowledge of the secret key.

隐藏信息,直接消息插入可能编码图像中每一点的信息或者有选择地嵌入消息“嘈杂”地区,少attention-those地区有大量的自然色彩变化。消息也可以分散在整个图像随机。多种方式存在隐藏在数字媒体信息。常见的方法包括:

屏蔽和过滤技术主要用于24位和灰度图像。他们隐藏信息的方式类似于水印实际纸和有时被用作数字水印。屏蔽图片需要蒙面区域的亮度变化。亮度变化越小,越少的机会,它可以检测到(1,4 - 5)。拼凑和其他类似工具编码冗余模式,这是一种扩频技术。它

•最低有效位插入

•屏蔽和过滤

•冗余模式编码

•加密和散射

•算法和转换

这些技术可以应用,不同程度的成功。最低有效位(LSB)插入是一种常见的和简单的方法将信息嵌入到图像文件。在这种方法中一个字节的LSB替换为一个M的。这种技术工作有利于图像、音频和视频隐写术。人类的眼睛,由此产生的图像看起来相同的覆盖对象[1]。例如,如果我们考虑图像隐写术然后这封信可以隐藏在三个像素(假设没有压缩)。原始栅格数据为3像素(9字节)

(00100111 11101001 00100111)

(00100111 11001000 00100111)

二进制值是10000001。插入二进制值的三个像素将导致

(00100111 11101000 00100111)

(00100110 11001000 00100110)

(11001000 00100111 11001000)

下划线部分是实际上只有三个改变所使用的8个字节。平均LSB要求只有一半的部分在一个图像被改变。您可以隐藏数据的至少第二最低有效位,仍然人眼无法分辨。以上的合成图像数据插入和原来的封面图片下面给出。

通过散射的消息在整个画面。这使得图像抗裁剪和旋转。小秘密图像更好地工作来增加冗余嵌入在封面图像,从而更容易恢复如果stego-image操纵[1,4]。加密和散射技术试图模仿白噪声。它主要是用于图像隐写术。白噪声风暴是一个这样的程序,采用扩频和跳频。它通过散射的消息在一个图像在八频道内生成一个随机数,通过前面的窗口大小和数据通道。通道交换旋转,彼此之间交错。每个通道代表一点,结果有很多位每通道的影响。这技术是很多比一个更难提取消息的LSB计划因为解码第一次检测到一个隐藏的图像存在和从文件中提取位模式。 While that is true for any stego-image you will also need the algorithm and stego key to decode the bit pattern, both of which are not required to recover a message from LSB. Some people prefer this method due to the considerable amount of extra effort that someone without the algorithm and stego-key would have to go through to extract the message. Even though White Noise Storm provides extra security against message extraction it is just as susceptible as straight LSB to image degradation due to image processing [1, 5]. LSB modification technique for images does hold good if any kind of compression is done on the resultant stegoimage e.g. JPEG, GIF etc [20]. JPEG images use the discrete cosine transform to achieve compression. DCT is a lossy compression transform because the cosine values cannot be calculated exactly, and repeated calculations using limited precision numbers introduce rounding errors into the final result. Variances between original data values and restored data values depend on the method used to calculate DCT [6, 7, 8].

LSB我们提出的方法是有效而不容易分析,然而,标准LSB隐藏不是有效的数据量,所有研究人员同意的事实数据隐藏的大小是特定区域的问题,面临的其他问题,事实上如果我们试图增加数据在图像的数量将会有怀疑,人眼变化变得清晰。我们的方法将面临一个挑战高速率数据隐藏在不影响图像质量。

该方法

这里我们主要目的是隐藏一些信息(文本)在一个图像。我们所说的文本作为目标文本和图像隐藏在它们被隐藏的封面图片。这里我们考虑24位彩色BMP图片作为封面图片。每种颜色有24位RGB值使用。等图像每像素24位想到3个字节的集合的第一个字节(8位)代表红色分量的灰度,下一个字节代表绿色分量的灰度和最后一个字节代表蓝色分量的灰度。在这里,我们提出了一种新的方法嵌入数据在一个图像,图像会HVS不变。

编码算法(隐藏)的数据

步骤1:启动

步骤2:阅读封面图像和目标文本按摩

步骤3:将目标按摩转换成大写

第四步:计算转换后的字符串的长度并将其存储在一个变量——STRLEN

第五步:设置L = STRLEN

算法函数RET_LEN(封面图片)

/ *恢复接收机一侧的长度* /

步骤1:启动

第二步:读了三个lsb(6日、7日和8日位置从MSB)的红色,绿色组件&两个lsb(第七和第八的位置从MSB)蓝色的组成部分修改后的隐藏图像的像素。

步骤3:将检索到的部分根据订单红色,绿色和蓝色形成8位二进制。

步骤4:将二进制转换为对应的十进制。

第五步:返回目标文本消息的长度。

第六步:结束

算法执行以下步骤:

更换RGB分量

数据隐藏我们的两个lsb替换每个RGB分量的二进制值的ASCII字符是隐藏的。现在我们证明我们的方法。假设我们想要隐藏字符“A”在一个像素的图像。的灰度值R, G, B分量图像的像素是如下:

收集每个组件和连接它们的2 LSB位根据订单红色,绿色和蓝色得到6位二进制值。这里变成了“000001”(00 00 (G) 01 (R) (B))。然后我们检查2 R的LSB位组件隐藏特定像素的图像(这是00)。如果是00或其他01然后我们考虑MSB 1如果是10或11那么我们认为最高有效位是0。这里2 R的LSB位组件是00我们连接1和6位二进制‘000001’,7位二进制为“1000001”。然后将这7位二进制转换成等价的十进制的ASCII(这里是65),从ASCII我们嵌入的文本信息检索(65转换为字符“A”)。

结果与讨论

英文写的消息文本使用英语的字母字符((26个字母(A…' Z '))以及数字数字(0到9)。其他一些特殊字符也被用来给读者正确理解的消息。这里我们只考虑大写字母字符;位数字和一些最常用的特殊字符目标的更好的理解信息。角色考虑在这个研究我在下表中给出。

我们认为测试用例详细讨论1。测试用例1

目标的信息:这是一个隐藏的形象

封面图片:lena.bmp

嵌入过程之前,我们需要将目标信息转换成大写。然后我们存储消息的长度在第一使用3-3-2像素的方法。然后我们开始我们的方法使用我们的方法。

现在我们开始我们的工作,“这是一个隐藏图像”。然后我们开始我们的工作根据该方法按照下表II

根据同样的方式隐藏其他测试用例数据在特定的封面图片。编辑旧的灰度值R, G和B组件应有选择的像素的二进制值会导致忽略焊割原封面图片文件,仍然几乎听不清。在接收端解码的数据检索算法工作按摩的封面图片如下。检索第一个隐藏消息的长度从第一个像素。现在根据定义的系列,我们找出像素位置嵌入数据位。然后我们选择2最低有效位的R, G和B组件的每个像素和连接他们得到6位二进制。然后根据2 0或1红色组件的最低有效位值(0 11日或10,1 00或01)添加MSB的7位二进制。转换的7位ASCII文本可以检索。整个检索过程可以描述彻底的测试用例1下表3。

从表二可以看出,变化的R, G, B &最小,它不能影响在人类的眼睛里。如果我们遵循“影响像素数量”列从表II和III我们看到封面图片的大小也非常小;这里存储目标消息大小21我们要求最低60×60岁大小的封面图片。从实验结果我们发现目标消息的大小50我们要求最低150×150大小的封面图片。所以当我们通过互联网发送这种类型的隐藏图像需要较小的带宽。这里我们选择512×512图像隐藏的更好的视觉图像。但如果我们选择这种类型的大封面图片另一个选择是也给我们开门。在这种情况下我们可以隐藏图像中多个目标消息。但有一件事是需要考虑的,第二个消息的大小应该由2×大尺寸的第一消息,第三个消息的大小应该是2×第二个消息的大小等等。这里我们只考虑大写字母字符的字符解释隐藏消息的接收者。 Otherwise according to our hidden process some of the lower case letters in 6 bit match with 6 bits of some mostly used special characters that we consider in this study.

结论

任何不同的技术存在和继续发展,同时检测隐藏信息的方法也进步很快。自检测不能保证找到所有隐藏的信息,它可以击败隐写术的方法一起使用,隐藏通信发生的可能性降到最低。即使这样,完美的隐写术,密钥只会指出的部分覆盖源消息的形式,将未被发现,因为它的封面不包含信息秘密消息来源。这里我们[9]提出了一种新的方法嵌入数据在一个图像,图像看起来HVS不变。

引用

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