数字图像变换及信息隐藏技术的研究【字数：9751】
摘 要随着互联网技术的日渐成熟，人们开始对网络产生依赖性，但网络在便利的同时也会暴露出一些信息泄密问题，而如何保护信息安全就成为了当代研究的热门话题。信息隐藏技术作为一种新兴的信息安全技术，一定程度上解决了隐蔽通信和版权保护的问题。如今，该技术在实际应用中越来越广泛。针对信息隐藏的安全性要求，本文选择采用Arnold变换进行研究讨论，并通过MATLAB软件作为图像处理软件，来理解Arnold变换的图像加密和解密的原理，同时就该变换的周期性进行讨论，并尝试进行改进，从而进一步研究图像隐藏的原理和方法。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2实际意义 1
1.2.1保密信息 1
1.2.2著作权保护 2
1.2.3其它应用领域 2
1.3主要应用 2
第二章 信息隐藏技术 4
2.1处理方法 4
2.2性能要求 4
2.3信息隐藏技术分类 5
第三章 Arnold变换 6
3.1概论 6
3.2Arnold变换加密 6
3.3Arnold变换解密 7
3.4Arnold变换的周期性 8
3.5改进Arnold变换的方法 9
第四章 图像隐藏的原理和方法 11
4.1原理 11
4.2方法 11
4.2.1利用幻方进行的图像置乱 11
4.2.2图像信息伪装算法 12
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A 19
附录B 20
附录C 21
附录D 22
第一章 绪论
1.1研究背景
20世纪90年代中期，现代信息隐藏技术开始从国外涌现出来。它是结合各种理论与技术的新技术领域，随后迅速吸引了专业人士的研究兴趣。近年来，国外许多学者提出了一系列新的信息安全保护概念，特别是在知识产权保护、防篡改和嵌入式注释等方面。而信息隐藏技术就是在这种大环境下出现的一种新型安全技术。伴随着互联网技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
术的不断开拓，电子商务的推广和大量商业多媒体服务的出现，开发各种多媒体数据的版权保护技术变得越来越重要。
在当今社会，网络和多媒体技术已成为人们生活的重要组成部分。因此，人们开始越来越关注信息安全的问题。为了信息安全的保密性和防护性，信息隐藏技术得到了飞速的发展。目前的信息安全技术主要基于密码学理论，其保护方法是尽量避免外来攻击者的访问，过程是先把文件转换成密码的形式，使非法用户无法破解。但如今随着计算机发展的越来越先进，人们用计算机来解密的方法也变得层出不穷，所以这种现状对信息的安全性构成了一定的威胁。当我们对某一种数据进行数据加密时，密文很容易受到非法用户的关注，有时候，即使我们的加密系统可以阻挡非法入侵者的攻击，但我们却无法阻止他们用其他手段来对数据进行干扰或损害。因此信息隐藏技术从另一个角度保证了信息传输的安全性，同时解决了隐蔽通信和版权保护的问题。
自发现以来，信息隐藏技术在理论上已获得了很大的进展，但是仍然存在漏洞，还存在许多有待解决的学术问题。在众多研究方向中，信息隐私和数字水印技术更为突出。与此同时，一些隐藏技术的反方向信息隐藏检测技术的研究也应运而生，诸如秘密信息、版权信息之类的信息被嵌入在各种数字媒体之中，例如图像、音频、视频或文本文件等，达到识别、标注和版权保护的目的。
1.2实际意义
如今由于网络信息易泄露的特点，信息隐藏技术相比较前几年，已经研究到了一个相对成熟的高度，人们根据各种不同的领域延伸出了很多不同的隐藏技术。主要有以下几个领域:
1.2.1保密信息
当代社会中，无论是我们自己，还是企业，甚至是国家都有很多重要的信息需要被保护起来，比如个人的身份信息，信用卡的信息，网上浏览记录，或者是公安部门的重要档案信息，但随着社会的发展，数据泄密已经成为了当今社会的的一个重大问题，可能会通过人与人之间的网络聊天内容或者一些网络填写个人信息泄露出去，这过程中就引发了数据通信中数据失密的问题，如号码泄露。近年来，针对上面的情况很多企业已经开始在信息安全方面投入了大量的研究，使安全性有所提高。人们可以将隐私数据隐藏在图像载体下，这样不仅可以使隐藏前后的图像看上去基本无异，还能轻松的逃过非法拦截。
1.2.2著作权保护
著作权实质是一种控制作品随意使用的机制。但是现如今，人们的版权意识依旧很薄弱，无法在促进网络发展和保护版权之间寻找一个平衡点，当然还有一个重要原因是现如今我们的法律在版权保护这方面还是有所欠缺。随着网络信息的公共化，人们获取他人信息方式太过随意，导致现在盗用他人作品的信息层出不穷。例如2017年6月初，陈某等人未经著作权人授权, 利用迪士尼3D动画电影《冰雪奇缘》较高的知名度和影响力,大肆在网络上生产印有冰雪奇缘卡通图案的箱包,最后法院判决陈某犯侵犯著作权罪,该案系一起利用迪士尼知名动漫作品实施著作权侵权的典型案件。该案被告正是利用了《冰雪奇缘》较高的知名度和影响力,成功实施侵权行为，从侧面也证明了作品的互联网接入也受到著作权法的保护。这些侵犯著作权的做法，不仅会影响版权人的创作积极性，还会让人们对侵权这方面更加肆无忌惮，从而紊乱社会秩序。针对这一现象研究出了数字水印技术，他的诞生在法律程序上可以作为起诉侵权行为的证据。
1.2.3其它应用领域
无论是现实交易或电子商务中，买卖的达成是由双方共同去确立的，因此双方之间的诚信就显得非常重要，但也有很多人因为个人利益做出一些侵犯隐私的事情，比如不承认自己收到对方发来的合约或者一些机密文件。信息隐藏技术可以有效的有目的性的解决这一问题。在双方发送的机密文件中放入隐藏的一些让人察觉不到的标志，到时候无论哪一方不承认，都能很好的进行确认。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2实际意义 1
1.2.1保密信息 1
1.2.2著作权保护 2
1.2.3其它应用领域 2
1.3主要应用 2
第二章 信息隐藏技术 4
2.1处理方法 4
2.2性能要求 4
2.3信息隐藏技术分类 5
第三章 Arnold变换 6
3.1概论 6
3.2Arnold变换加密 6
3.3Arnold变换解密 7
3.4Arnold变换的周期性 8
3.5改进Arnold变换的方法 9
第四章 图像隐藏的原理和方法 11
4.1原理 11
4.2方法 11
4.2.1利用幻方进行的图像置乱 11
4.2.2图像信息伪装算法 12
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A 19
附录B 20
附录C 21
附录D 22
第一章 绪论
1.1研究背景
20世纪90年代中期，现代信息隐藏技术开始从国外涌现出来。它是结合各种理论与技术的新技术领域，随后迅速吸引了专业人士的研究兴趣。近年来，国外许多学者提出了一系列新的信息安全保护概念，特别是在知识产权保护、防篡改和嵌入式注释等方面。而信息隐藏技术就是在这种大环境下出现的一种新型安全技术。伴随着互联网技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
术的不断开拓，电子商务的推广和大量商业多媒体服务的出现，开发各种多媒体数据的版权保护技术变得越来越重要。
在当今社会，网络和多媒体技术已成为人们生活的重要组成部分。因此，人们开始越来越关注信息安全的问题。为了信息安全的保密性和防护性，信息隐藏技术得到了飞速的发展。目前的信息安全技术主要基于密码学理论，其保护方法是尽量避免外来攻击者的访问，过程是先把文件转换成密码的形式，使非法用户无法破解。但如今随着计算机发展的越来越先进，人们用计算机来解密的方法也变得层出不穷，所以这种现状对信息的安全性构成了一定的威胁。当我们对某一种数据进行数据加密时，密文很容易受到非法用户的关注，有时候，即使我们的加密系统可以阻挡非法入侵者的攻击，但我们却无法阻止他们用其他手段来对数据进行干扰或损害。因此信息隐藏技术从另一个角度保证了信息传输的安全性，同时解决了隐蔽通信和版权保护的问题。
自发现以来，信息隐藏技术在理论上已获得了很大的进展，但是仍然存在漏洞，还存在许多有待解决的学术问题。在众多研究方向中，信息隐私和数字水印技术更为突出。与此同时，一些隐藏技术的反方向信息隐藏检测技术的研究也应运而生，诸如秘密信息、版权信息之类的信息被嵌入在各种数字媒体之中，例如图像、音频、视频或文本文件等，达到识别、标注和版权保护的目的。
1.2实际意义
如今由于网络信息易泄露的特点，信息隐藏技术相比较前几年，已经研究到了一个相对成熟的高度，人们根据各种不同的领域延伸出了很多不同的隐藏技术。主要有以下几个领域:
1.2.1保密信息
当代社会中，无论是我们自己，还是企业，甚至是国家都有很多重要的信息需要被保护起来，比如个人的身份信息，信用卡的信息，网上浏览记录，或者是公安部门的重要档案信息，但随着社会的发展，数据泄密已经成为了当今社会的的一个重大问题，可能会通过人与人之间的网络聊天内容或者一些网络填写个人信息泄露出去，这过程中就引发了数据通信中数据失密的问题，如号码泄露。近年来，针对上面的情况很多企业已经开始在信息安全方面投入了大量的研究，使安全性有所提高。人们可以将隐私数据隐藏在图像载体下，这样不仅可以使隐藏前后的图像看上去基本无异，还能轻松的逃过非法拦截。
1.2.2著作权保护
著作权实质是一种控制作品随意使用的机制。但是现如今，人们的版权意识依旧很薄弱，无法在促进网络发展和保护版权之间寻找一个平衡点，当然还有一个重要原因是现如今我们的法律在版权保护这方面还是有所欠缺。随着网络信息的公共化，人们获取他人信息方式太过随意，导致现在盗用他人作品的信息层出不穷。例如2017年6月初，陈某等人未经著作权人授权, 利用迪士尼3D动画电影《冰雪奇缘》较高的知名度和影响力,大肆在网络上生产印有冰雪奇缘卡通图案的箱包,最后法院判决陈某犯侵犯著作权罪,该案系一起利用迪士尼知名动漫作品实施著作权侵权的典型案件。该案被告正是利用了《冰雪奇缘》较高的知名度和影响力,成功实施侵权行为，从侧面也证明了作品的互联网接入也受到著作权法的保护。这些侵犯著作权的做法，不仅会影响版权人的创作积极性，还会让人们对侵权这方面更加肆无忌惮，从而紊乱社会秩序。针对这一现象研究出了数字水印技术，他的诞生在法律程序上可以作为起诉侵权行为的证据。
1.2.3其它应用领域
无论是现实交易或电子商务中，买卖的达成是由双方共同去确立的，因此双方之间的诚信就显得非常重要，但也有很多人因为个人利益做出一些侵犯隐私的事情，比如不承认自己收到对方发来的合约或者一些机密文件。信息隐藏技术可以有效的有目的性的解决这一问题。在双方发送的机密文件中放入隐藏的一些让人察觉不到的标志，到时候无论哪一方不承认，都能很好的进行确认。
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