基于水印的图像内容认证技术研究

【摘要】本文主要研究基于水印的图像认证算法，图像认证算法可以按照水印信息的抗攻击强度分为脆弱水印和半脆弱水印，脆弱水印算法不允许水印信息遭受任何形式的信号处理或者修改操作，适用于医学图像、法庭照片的完整性保护。半脆弱水印算法中的水印信息在遭受正常的图像处理操作后不会改变，而对有意修改图像内容信息的篡改操作非常敏感。本文以图像为主要研究对象，围绕数字水印的基本理论，深入研究分析了基于水印的图像内容认证技术，研究的主要工作包括：(1)提出了一个基于混沌映射的脆弱水印算法，脆弱水印认证主要用于图像内容真实性、完整性认证，算法基于分层技术能精确定位篡改位置及有效抵抗VQ攻击的思想，提出了一个安全性更高的，并能有效抵抗恒值攻击的脆弱水印算法。该算法首先对图像进行分块，然后利用斜帐篷映射产生的随机数作为密钥产生认证水印，将图像分块的高6位平均值作为恢复水印，最后嵌入块位置的确定运用超混沌序列计算产生，增强了算法的安全性。实验表明，该算法具有良好的篡改定位及修复能力，具有较高的安全性，能够有效抵抗VQ矢量攻击及恒值攻击。(2)基于图像熵的计算过程跟图像具体颜色、位置无关的特性，本文提出了以图像熵作为图像特征的哈希算法进行基于内容的图像认证存在的缺陷，并提出了三种有效的攻击方案：位置攻击、颜色攻击及像素调整攻击。实验表明即使两幅图像在视觉上完全不一样，通过像素调整攻击后，也能通过系统的认证。本文在最后提出了以图像熵作为哈希序列进行图像认证是不够安全的，并提出了几种改进方案。本文提出的算法可以应用于图像内容真实性、完整性认证应用领域。实验结果表明本文提出的算法与同类算法相比具有一定的优势。
【作者】章建芬；
【导师】张大兴；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，计算机软件与理论，2014，硕士
【关键词】数字水印；图像认证；脆弱水印；半脆弱水印；图像熵；

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