信息隐藏与数字水印技术_冯柳平,_9787030710062

信息隐藏与数字水印技术

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本书对信息隐藏技术及其应用进行介绍，全书共分为6章，第1章介绍信息隐藏基础知识，包括信息隐藏系统模型、信息隐藏学科分支、信息隐藏技术应用等；第2章介绍数字水印技术，包括数字水印的基本特性和分类、水印生成技术、水印攻击方法及StirMark基准测试程序等；第3章介绍典型的数字水印算法，空域算法包括LSB水印算法、PatchWork水印算法，变换域算法包括DCT域水印算法、DWT域水印算法、Contourlet域水印算法等；第4章介绍抗几何攻击的数字水印技术，包括几何攻击对数字水印系统的影响、抗几何攻击的数字水印技术等；第5章介绍文本水印技术，包括文本水印的特点、文本文档的分类、文本水印算法等；第6章介绍数字指纹技术，包括数字指纹的基本概念、数字指纹编码和数字指纹协议等。
本书可作为高等学校信息安全相关专业高年级学生及硕士研究生课程的教材，也可作为信息安全相关领域研究人员的参考书。

随着多媒体技术和互联网技术的迅猛发展，互联网上的数字媒体应用呈现爆炸式的增长，越来越多的数字内容在网上传播。如何防止数字内容被非法复制及传播，成为急需解决的问题。
信息隐藏技术提供了一种有别于加密的信息安全传输新方案，密码技术仅仅只隐藏了信息的内容，而信息隐藏技术隐藏了通信过程及通信双方的存在。信息隐藏技术被广泛应用于数字版权保护、隐秘通信、图像取证、票据防伪等领域。
与数字版权保护密切相关的是数字水印技术和数字指纹技术。数字水印技术主要应用于电子出版物的版权保护中，版权所有者可在多媒体信息中隐蔽地嵌入一些版权信息，以识别和追踪各种侵权行为。数字指纹技术与数字水印技术一样，也是数字内容保护的重要手段，内容提供者可以从数字产品中提取用户的数字指纹，并根据这些信息对叛逆者进行跟踪。本书主要对信息隐藏技术的这两个分支进行介绍。
本书在编写过程中，参考了国内外有关信息隐藏技术和数字水印技术的众多文献，对一些具体内容进行了较好的综述与算法描述，所参考的主要论文在参考文献中已列出。在此对所有参阅与引用的论文作者表示诚挚的感谢。研究生杨晓宇在书稿编排、画图、校对过程中做了大量工作，在此一并致谢。
本书得到了北京印刷学院学科建设与研究生教育（项目编号：21090121017、21090115027）的资助，在此特表感谢。
由于编者水平有限，信息隐藏技术本身也在不断丰富和发展，书中不妥之处，敬请读者不吝指正。

编者
2021年8月

第1章信息隐藏基础知识1
1.1信息隐藏技术概述1
1.1.1囚犯模型1
1.1.2信息隐藏模型的数学描述2
1.1.3信息隐藏的系统模型2
1.2信息隐藏的学科分支4
1.2.1隐写术4
1.2.2数字水印技术6
1.3信息隐藏的特征8
1.4人类视觉系统12
1.4.1HVS的基本原理12
1.4.2HVS特性13
1.5信息隐藏技术的应用15
1.5.1隐秘通信应用15
1.5.2数字水印应用16
第2章数字水印技术20
2.1数字水印的基本特性20
2.2数字水印的分类22
2.3数字水印基本模型24
2.4数字图像水印的典型算法26
2.5水印生成技术28
2.5.1图像置乱技术28
2.5.2基于Arnold变换的图像置乱29
2.5.3Hilbert曲线变换31
2.5.4基于混沌序列的水印生成33
2.5.5扩频技术与m序列36
2.6水印攻击方法38
2.6.1鲁棒性攻击38
2.6.2表达攻击40
2.6.3解释攻击41
2.7StirMark基准测试程序42
2.7.1StirMark概述42
2.7.2用户API接口43
2.7.3配置测试方案43
2.7.4执行测试程序45
第3章典型的数字水印算法46
3.1LSB水印算法46
3.2PatchWork水印算法49
3.3DCT域水印算法51
3.3.1DCT的基本概念51
3.3.2基于DCT变换的水印算法53
3.3.3分块DCT水印算法54
3.4DWT域水印算法55
3.4.1DWT的基本概念55
3.4.2数字图像的离散小波变换57
3.4.3基于小波分解层次的自适应水印算法58
3.4.4基于多分辨率分解的盲水印算法59
3.5Contourlet域水印算法62
3.5.1Contourlet变换62
3.5.2基于Contourlet变换的水印算法65
第4章抗几何攻击的数字水印技术70
4.1几何攻击70
4.1.1全局几何攻击70
4.1.2局部几何攻击73
4.2几何攻击对数字水印系统的影响74
4.3抗几何攻击的数字水印技术76
4.3.1基于几何校正的方法76
4.3.2基于几何不变域的方法79
4.3.3基于图像特征的方法82
4.4基于Harris特征点的抗几何攻击的数字图像水印算法83
4.4.1Harris特征点检测83
4.4.2Delaunay三角剖分85
4.4.3基于Harris特征点和Delaunay三角剖分的水印算法85
4.5基于SIFT特征点的抗几何攻击的数字图像水印算法86
4.5.1尺度空间理论86
4.5.2SIFT特征点87
4.5.3基于SIFT的水印同步91
4.5.4基于SIFT特征点的NSCT域水印嵌入算法93
第5章文本水印技术104
5.1文本水印的特点104
5.2文本文档的分类105
5.3文档结构微调技术106
5.4PDF文档水印108
5.4.1PDF文档结构108
5.4.2基于PDF文件体的水印算法108
5.4.3基于PDF交叉引用表的水印算法109
5.5基于自然语言处理的文本水印方法110
5.5.1自然语言文本水印的特点110
5.5.2自然语言文本水印设计方法111
5.6基于传统图像的水印方法117
5.6.1基于像素统计特征的信息隐藏方案118
5.6.2像素翻转评价方案119
第6章数字指纹技术122
6.1数字指纹的基本概念122
6.1.1数字指纹的系统模型122
6.1.2数字指纹方案的基本要求123
6.2数字指纹编码124
6.2.1合谋攻击124
6.2.2连续指纹编码125
6.2.3c安全码126
6.2.4BIBD编码127
6.2.5基于残留特征跟踪的指纹编码130
6.3数字指纹协议134
6.3.1对称数字指纹协议134
6.3.2非对称数字指纹协议137
6.3.3匿名数字指纹协议141
参考文献146