《面向隱蔽存儲套用的可逆隱寫理論與方法研究》是依託中國科學技術大學，由張衛明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向隱蔽存儲套用的可逆隱寫理論與方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張衛明
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
分級保護和主動防禦是實現信息安全集中管控的有效策略。“隱蔽存儲”可以為數據的分級保護提供一個更高的保護等級，並為基於“誘騙防護”的主動防禦系統提供一個理想的偽裝環境。但是傳統的隱寫術以“隱蔽通信”為目的，不適合存儲的套用需求。為了便於管理和擴展，存儲空間應可以釋放和重複使用，這要求隱寫術具有可逆性。而傳統的可逆隱藏主要用於完整性認證和標註，不能抵抗隱寫分析的檢測。本項目以隱蔽存儲為需求牽引，提煉“可逆隱寫”的理論模型，求解在可逆性和抗檢測性限制下的率失真界；設計可逼近率失真界的可逆隱寫通用編碼方法；進而將編碼方法套用於圖像，研究圖像可逆隱寫算法；在此基礎上，設計隱蔽存儲模型並開發基於圖像庫的隱蔽存儲系統。該項研究擴展了傳統隱寫術和可逆隱藏的模型，為信息隱藏這一學科本身提煉了新的問題，其成果將為建立自主可控的分級保護和主動防禦系統探索新思路、提供技術支持。
結題摘要
“隱蔽存儲”對於數據保護有重要意義，但是傳統的隱寫術以“隱蔽通信”為目的，不適合存儲的套用需求。為了便於管理和擴展，存儲空間應可以釋放和重複使用，這要求隱寫術具有可逆性。傳統的可逆隱藏雖然具有可逆性，但不能抵抗隱寫分析的檢測。為此，本項目將隱寫術和可逆隱藏結合，提出了“可逆隱寫”的概念，並研究相應的理論模型、編碼方法、算法設計和套用系統。本項目取得的主要成果及其意義如下：（1）建立了可逆隱寫的理論模型。當前可逆隱藏最優編碼模型只適用於一致失真度量。而在隱寫套用中，嵌入失真隨著載體元素的位置變化，需要定義與位置相關的非一致失真度量。本項目將非一致失真量化為多級失真，並給出了多級失真下的可逆隱藏率失真界估計方法。為設計可逆隱寫編碼建立了理論基礎。（2）提出了最優可逆隱寫編碼方法。在上述模型下，借鑑隱寫術中的濕紙編碼技術，引入無窮失真，將多級失真用單一失真矩陣表達，從而將非一致失真模型轉化為一個特殊的一致失真模型，進而設計了逼近率失真界的編碼方法。此方法包含已有的最優可逆隱藏編碼為特例，擴展了可逆隱藏編碼的適用場景，為各種載體上的可逆隱寫提供了通用編碼方法。（3）針對多種載體設計了可逆隱寫算法。基於上述編碼，改進了圖像可逆隱寫算法，實驗表明，此編碼可以將抗檢測性提升10%以上。針對秘密檔案是圖像的這種大容量隱藏需求，提出了可逆圖像視覺變換技術，能夠將秘密圖像可逆轉換成一幅同樣大小的目標圖像。此外，針對音頻、視頻、3D模型和加密數據設計了多種可逆隱藏算法。（4）開發了兩種可逆隱寫套用。一是，設計了隱蔽檔案系統，並以圖像庫為載體開發了隱蔽移動存儲設備；二是，基於可逆圖像視覺變換，開發了一種安全手機套用。二者均已在某國家部門得到套用。
