目錄

• 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
• 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
• • BMP文件格式
  • LSB空域信息隱藏算法
  • • 嵌入算法
    • 提取算法
    • LSB空域信息隱藏算法分析
    • • 優(yōu)點(diǎn)
    • 缺點(diǎn)
• 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
• • HidenMsg.txt
  • 信息隱藏：HideMsg.m
  • 信息提取：ShowHidenMsg.m
• 參考文獻(xiàn)

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

• MATLAB

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

BMP文件格式

???????BMP(Bitmap file)文件是Windows采用的一種標(biāo)準(zhǔn)的文件格式，Windows系統(tǒng)下各種圖像處理軟件都支持這種文件格式。BMP文件也是信息隱藏常用的攜帶秘密信息的載體之一。
???????BMP圖像文件是一種位圖文件，也就是將圖像劃分為一個(gè)個(gè)的柵格，其中每個(gè)柵格稱為像素。所以每幅圖像都可以看作是由一些像素點(diǎn)組成的矩陣。對(duì)于一幅灰度圖像，一般使用多個(gè)比特表示像素點(diǎn)的灰度值，而比特?cái)?shù)據(jù)中的每一位都表示了一個(gè)0或1的二值平面，此平面稱為位面。假設(shè)使用1比特?cái)?shù)據(jù)表示像素點(diǎn)的灰度值，那么此圖像為8個(gè)位面，其中最低位面用位面0表示，最高位面用位面7表示。BMP圖像文件大致可分為兩個(gè)部分，包括頭文件與位圖數(shù)據(jù)，而更詳細(xì)的可分為四個(gè)部分：

• 頭文件數(shù)據(jù)。包含文件的數(shù)據(jù)類型，顯示設(shè)置等內(nèi)容。
• 位圖的構(gòu)造信息。包含位圖的邊長，壓縮的方式，還有顏色信息。
• 色板。很多圖像文件沒有此部分，如24位的真彩色BMP圖像就不含有調(diào)色板這個(gè)部分。
• 位圖數(shù)據(jù)。此部分是由BMP圖像文件的位數(shù)所決定的，真彩色圖像中使用RGB此外，其余圖像使用第三部分中的顏色索引。

LSB空域信息隱藏算法

???????LSB（Least Significant Bit）算法將隱藏的信息比特按位（bit）順序嵌入原始圖像像素的最低位面（Least Significant Bit）。

嵌入算法

???????LSB算法嵌入流程如下：
???????（1）對(duì)原始圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行變換，由十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制；
???????（2）將秘密信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列，并將原始圖像中像素點(diǎn)的最低比特位替換為二進(jìn)制序列中的每一比特信息；
???????（3）在替換過程結(jié)束后，將像素點(diǎn)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回十進(jìn)制數(shù)據(jù)，保存為載密圖像。

提取算法

???????與嵌入算法對(duì)應(yīng)，LSB算法提取流程如下：
???????（1）對(duì)載密圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行變換，由十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制；
???????（2）提取圖像像素點(diǎn)中最低有效位的數(shù)據(jù)，根據(jù)嵌入順序進(jìn)行組合得到原秘密序列。

LSB空域信息隱藏算法分析

優(yōu)點(diǎn)

???????LSB算法的優(yōu)點(diǎn)如下：

• 可嵌入的信息量大；
• 算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；
• 載密圖像失真小；
• 可以避免由于文件格式改變導(dǎo)致的秘密信息損壞。

缺點(diǎn)

???????LSB算法的缺陷也很明顯：

• 魯棒性差；
• 抗隱寫分析的能力弱。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

HidenMsg.txt

???????存儲(chǔ)所需隱藏的秘密信息。

信息隱藏：HideMsg.m

???????LSB算法嵌入過程的關(guān)鍵步驟就是將原始圖像最低的一個(gè)位平面替換為要隱藏的秘密信息。
???????先將原始圖像像素的最低位面設(shè)置為0。（可以判斷像素點(diǎn)的灰度值是否可以被二整除，如果不可以被整除，則將最低位取反。）
???????此后，就可以一位位地根據(jù)秘密信息改變像素的最低有效位，實(shí)現(xiàn)秘密信息的嵌入。

%打開圖片 picture=imread('Pic.bmp');%將圖片轉(zhuǎn)化為double類型 Double_picture=double(picture);%讀取所需隱藏的信息文件 file=fopen('HidenMsg.txt','r'); [HidenMsg,MsgLen]=fread(file,'ubit1');%獲取圖片分辨率 [Length,Width]=size(Double_picture);p=1; for j=1:Widthfor i=1:Length%最低位面替換成隱藏信息Double_picture(i,j)=Double_picture(i,j)-bitand(Double_picture(i,j),1)+HidenMsg(p,1);if p==MsgLenbreakendp=p+1;endif p==MsgLenbreakend end%保存包含隱藏信息的bmp文件 Double_picture=uint8(Double_picture); imwrite(Double_picture,'PicWithHidenMsg.bmp');%顯示未嵌入信息的圖像 subplot(121); imshow(picture); title('未嵌入信息的圖像');%顯示嵌入信息的圖像 subplot(122); imshow(Double_picture); title('嵌入信息的圖像');%關(guān)閉文件 fclose(file);

信息提取：ShowHidenMsg.m

???????通過LSB算法嵌入過程的關(guān)鍵步驟可以看出：載密圖像的最低比特位就是秘密信息的比特流。
???????所以只需要對(duì)載密圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行變換，由十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，再提取圖像像素點(diǎn)中最低有效位的數(shù)據(jù)，根據(jù)嵌入順序進(jìn)行組合就可以得到秘密信息。

%打開隱藏信息的圖片 picture=imread('PicWithHidenMsg.bmp');%將圖片轉(zhuǎn)化為double類型 Double_picture=double(picture);%獲取圖片分辨率 [Length,Width]=size(Double_picture);%打開文件 file=fopen('ShowHidenMsg.txt','wb+');%設(shè)置隱藏信息長度 %隱藏的字符數(shù)*8 bit MsgLen=10*8;p=1; for j=1:Widthfor i=1:Length%最低位面是隱藏信息fwrite(file,bitand(Double_picture(i,j),1),'ubit1');if p==MsgLenbreakendp=p+1;endif p==MsgLenbreakend end%關(guān)閉文件 fclose(file);

參考文獻(xiàn)

???????[1] 孔祥維等.多媒體信息安全實(shí)踐教程.科學(xué)出版社

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于LSB的空域信息隐藏实现的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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