[论文解读] A reversible high embedding capacity data hiding technique for hiding secret data in images

P. Mohan Kumar, K. L. Shunmuganathan|arXiv (Cornell University)|Apr 10, 2010

Advanced Steganography and Watermarking Techniques参考文献 14被引用 6

一句话总结

本文提出了一种新颖的可逆数据隐藏技术，通过双层隐写方法实现在数字图像中的高容量秘密数据嵌入。通过将数据嵌入图像，再将生成的伪影图像隐藏在另一幅载体图像中，该方法在确保完美可逆性的同时，通过分层混淆实现了更高的嵌入容量和增强的安全性。

ABSTRACT

As the multimedia and internet technologies are growing fast, the transmission of digital media plays an important role in communication. The various digital media like audio, video and images are being transferred through internet. There are a lot of threats for the digital data that are transferred through internet. Also, a number of security techniques have been employed to protect the data that is transferred through internet. This paper proposes a new technique for sending secret messages securely, using steganographic technique. Since the proposed system uses multiple level of security for data hiding, where the data is hidden in an image file and the stego file is again concealed in another image. Previously, the secret message is being encrypted with the encryption algorithm which ensures the achievement of high security enabled data transfer through internet.

研究动机与目标

• 为应对互联网上数字媒体安全传输日益增长的需求。
• 克服现有数据隐藏技术在容量较低或缺乏可逆性方面的局限性。
• 通过在图像中采用多层数据隐藏，增强安全性。
• 实现在提取后对原始图像和嵌入的秘密数据进行无损恢复。
• 在保持伪影图像中不可察觉失真的前提下，实现高嵌入容量。

提出的方法

• 该方法采用两阶段隐写过程：首先将秘密数据嵌入载体图像，生成伪影图像。
• 随后利用可逆嵌入技术，将生成的伪影图像隐藏在第二幅全新的载体图像中。
• 通过基于预测的差值扩展机制，确保原始像素值得以保留，从而保证可逆性。
• 该技术利用空间域操作，以维持高嵌入容量和低失真。
• 通过在两幅独立的图像文件中隐藏数据，引入多层安全保护，提高对检测的抗性。
• 系统在提取后支持对原始图像和秘密信息的无损恢复。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在保持可逆性的前提下，实现在数字图像中的高容量数据隐藏？
• RQ2 多层隐写对嵌入容量和安全性有何影响？
• RQ3 能否设计一种可逆数据隐藏方案，以保持图像质量并实现完美恢复？
• RQ4 两层嵌入过程如何影响隐藏数据的鲁棒性和可检测性？
• RQ5 在可逆隐写中，嵌入容量与视觉失真之间的权衡关系是什么？

主要发现

• 所提出的方法通过采用双层隐写方法，实现了高嵌入容量。
• 该技术确保了完美可逆性，可实现对原始图像和嵌入秘密数据的精确恢复。
• 通过使用多层图像，增强了安全性，使隐藏数据更难被检测。
• 该方法保持了低视觉失真，有效保留了伪影图像的感知质量。
• 该系统支持通过图像中的可逆数据隐藏实现秘密信息的安全无损传输。
• 该方法适用于对高容量和强安全性有要求的数字媒体通信应用。