基于含密自然图像搜索的无载体信息隐藏研究

To resist detection of the existing steganalysis tools, the experts in the field of information hiding from China propose the concept of coverless information hiding. Instead of designating a cover image for secret data embedding, it directly obtains stego-images in a secret data-driven manner. However, how to obtain such stego-images is a challenging problem. Moreover, to resist detection of the existing steganalysis tool, they should be natural images without any modification traces. To address these issues, this project proposes a coverless information hiding scheme based on stego-image search. The main research contents include: 1) The establishment of the model of coverless information hiding based on stego-image search; 2) The construction of image database and multiple-level inverted index file; 3) The coverless information hiding methods based on stego-image search and the extraction methods of hidden secret data, which should obtain a good balance between the resistance to steganalysis tools, robustness and hiding capacity; 4) The protection methods of hidden secret data to make sure that the hidden secret data can be transmitted securely on the networks. The proposed coverless information hiding scheme can resist the detection of various steganalysis tools. Also, it can provide novel theories and techniques in the field of information hiding and promotes the application of information hiding.

为了解决现有信息隐藏技术难以抵抗隐写分析检测的问题，我国信息隐藏领域专家提出了无载体信息隐藏概念。图像无载体信息隐藏是指不需要其他载体图像，直接以秘密信息为驱动“生成/获取”含密图像。然而，关键在于如何“生成/获取”这样的含密图像，并且为了抵抗隐写分析的检测，它们应为没有经过任何修改的自然图像。为此，本课题提出含密自然图像搜索的思路来展开无载体信息隐藏研究。主要研究内容为：1）基于含密自然图像搜索的无载体信息隐藏模型研究；2）适用于含密自然图像搜索的自然图像库和多级倒排索引结构的建立；3）基于含密自然图像搜索的无载体信息隐藏与提取方法的研究，以在抗检测性、鲁棒性和隐藏容量方面达到较好的平衡；4）隐藏信息的安全保护方法的研究，保证隐藏信息在网络中安全可靠的传递。本项目研究的无载体信息隐藏，不仅能抵抗各类隐写分析的检测，并且为信息隐藏领域提供新的理论与技术，推进信息隐藏的实际应用。

信息隐藏在隐蔽通信、版权保护等方面发挥重要作用的同时，也受到隐写分析技术的严峻挑战。现有的信息隐藏方法通过修改多媒体数据的形式，将秘密信息嵌入到载体中，从而生成含密载体。然而，由于信息嵌入过程通常不可避免地在含密载体上留下一些修改痕迹，从而为各类隐写分析方法提供了检测的依据，这样使得隐藏的信息很难逃脱各类隐写分析方法的检测。为了解决现有信息隐藏技术难以抵抗隐写分析检测的问题，本项目对无载体信息隐藏展开研究。图像无载体信息隐藏是指不需要其他载体图像，直接以秘密信息为驱动“生成/获取”含密图像。然而，关键在于如何“生成/获取”这样的含密图像，并且为了抵抗隐写分析的检测，它们应为没有经过任何修改的自然图像。为此，本课题提出含密自然图像搜索的思路来展开无载体信息隐藏研究。主要研究内容为：1）基于含密自然图像搜索的无载体信息隐藏模型研究；2）适用于含密自然图像搜索的自然图像库和多级倒排索引结构的建立；3）基于含密自然图像搜索的无载体信息隐藏与提取方法的研究，以在抗检测性、鲁棒性和隐藏容量方面达到较好的平衡；4）隐藏信息的安全保护方法的研究，保证隐藏信息在网络中安全可靠的传递。. 本项目研究的无载体信息隐藏，可以实现秘密比特流和图像的隐蔽传递，单个图像的最高隐藏容量可达到384比特，并且能有效抵抗各类隐写分析的检测。该项目研究为信息隐藏领域提供新的理论与技术，推进信息隐藏的实际应用。