适应多种社交网络信道的安全隐写研究

With the wide use of social networks and smart mobile devices, various ways of multimedia sharing and communication, which may provide new channels for steganography, have become part of everyday life. However, the fact that most social networks transcode multimedia in a lossy way for reducing bandwidth and computing costs does challenge the current steganography which is mostly designed under non-lossy channels..To make steganography more effectively exploit the social networks, research on the robust steganography which can adapt to various multimedia channel is urgently needed. This project concentrates the research on the following areas: identification of transcoding channel, theory of optimal steganography under lossy channel, channel adaptable robust steganographic schemes, fast steganography in mobile devices, and the related steganalysis and ways which help verify the security of robust steganography. 3 kinds of methods, including those based on revising watermarking, those by modifying non-lossy channel steganography, and the specific ones based on results of channel identification, will be used to design the robust steganographic schemes..This project has important significance in both theory and practice. In promoting the advance of theory and technologies of lossy-channel robust steganography, the project can naturally fuse together steganography and watermarking, which are the 2 main subfields of information hiding. And the expected fruits will help steganography make use of the various social network channels and the related big-data environment in a series of better ways.

随着社交网络与移动智能终端的普及，多媒体分享与通信已大众化，为隐写提供了新的信道。但是，为了节省带宽与处理开销，多数社交网络对多媒体实施各种有损转码处理，这对当前普遍基于无损信道前提设计的隐写提出了挑战。.为使隐写能够有效利用社交网络，迫切需要研究可适应各类多媒体（主要包括图像与音视频）有损传输信道的安全鲁棒隐写技术与理论。课题的主要研究内容包括：转码信道的系统辨识；有损信道最优隐写理论；针对适配不同的信道，基于改造数字水印方法与改造当前隐写方法设计相应的安全鲁棒隐写，基于信道辨识结果专门设计相应的安全鲁棒隐写；移动终端快速隐写技术；相应的隐写分析与安全验证方法。.项目有重要的理论意义与明确的应用前景。它有望融合隐写与水印这两个信息隐藏领域的主要方向，合力推动有损信道安全鲁棒隐写技术与理论的发展，成果有助于使隐写更好地利用社交网络提供的大量隐蔽信道与大数据掩护环境。

随着社交网络与移动智能终端的普及，多媒体分享与通信已大众化，为隐写提供了新的信道。但是，为了节省带宽与处理开销，多数社交网络对多媒体实施各种有损转码处理，这对当前普遍基于无损信道前提设计的隐写提出了挑战。为使隐写能够有效利用社交网络，迫切需要研究可适应各类多媒体（主要包括图像与音视频）有损传输信道的安全鲁棒隐写技术与理论。本课题重点研究了社交网络隐写模型研究、图像安全鲁棒隐写算法设计、视频安全隐写算法设计、音频安全隐写算法设计，以及隐写安全性分析等内容。经过四年的努力，在社交网络隐写模型研究方面，提出了基于分享的隐写模型；在图像安全鲁棒隐写算法设计方面，提出了具有多重鲁棒性的图像自适应隐写算法、可抵御同质量因子再次压缩的安全鲁棒隐写算法、基于鲁棒位置导引的信道匹配有噪信道JPEG图像鲁棒安全隐写算法；在视频安全隐写算法设计方面，提出了基于载体块去耦合的视频自适应隐写算法、基于H.265标准构造三重独立嵌入域的视频自适应隐写算法；在音频安全隐写算法设计方面，提出了基于最佳奇偶分配的音频自适应隐写算法、基于心理学声学模型的自适应Huffman码字替换MP3隐写算法；在隐写安全性分析方面，提出了基于深度残差多尺度CNN的空域图像隐写分析方法，提出了基于系数间与分块间相关性的MP3隐写分析方法。上述研究结果提出能够匹配多种有损信道的鲁棒隐写，有效推动了隐写技术的新发展，同时逐步实现隐写与水印技术的融合，促进了信息隐藏研究的整体发展，为基于社交网络与移动平台实现隐蔽通信提供了技术支撑。基于上述研究，部分结果已形成学术论文，在“IEEE Transactions on Information Forensics and Security” 、“IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology”、“Information Sciences” 、ACM IH&MMsec、ICASSP、IEEE WIFS和IWDW等国内外重要期刊和学术会议上发表相关论文 64 篇，其中 SCI 期刊 45 篇，CCF-A类期刊6篇；申请国家发明专利8项；出版专著1部。依托本课题，已培养博士生7名，硕士生11名。基于研究成果开发的多个隐蔽通信系统已经应用于国家与军队相关职能部门，发挥了重要作用。