1、實驗十 LSB信息隱藏的卡方分析一， 實驗目的：了解什么是隱寫分析，隱寫分析與信息隱藏和數字水印的關系。掌握基于圖像的LSB隱寫的分析方法，設計并實現一種基于圖像的LSB卡方隱寫分析方法。二， 實驗環境1， Windows XP 操作系統 2， Matlab軟件3， BMP格式圖片文件三， 實驗原理隱寫術和隱寫分析技術是互相矛盾又是相互促進的，隱寫分析是指對可疑的載體信息進行攻擊以達到檢測、破壞，甚至提取秘密信息的技術，它的主要目標是為了揭示媒體中隱蔽信息的存在性，甚至只是指出媒體中存在秘密信息的可疑性。圖像LSB信息隱藏的方法是用嵌入的秘密信息取代載體圖像的最低比特位，原來圖像的7個高位平面

2、與代表秘密信息的最低位平面組成含隱蔽信息的新圖像。雖然LSB 隱寫在隱藏大量信息的情況下依然保持良好的視覺隱蔽性，但使用有效的統計分析工具可判斷一幅載體圖像中是否含有秘密信息。目前對于圖像LSB信息隱藏主要分析方法有卡方分析、信息量估算法、RS分析法和GPC分析法等。卡方分析的步驟是：設圖像中灰度值為j的象素數為hj，其中0j255。如果載體圖像未經隱寫，h2i和h2i+1的值會相差很大。秘密信息在嵌入之前往往經過加密，可以看作是0、1 隨機分布的比特流，而且值為0與1的可能性都是1/2。如果秘密信息完全替代載體圖像的最低位，那么h2i和h2i+1的值會比較接近，可以根據這個性質判斷圖像是否經

3、過隱寫。定量分析載體圖像最低位完全嵌入秘密信息的情況：嵌入信息會改變直方圖的分布，由差別很大變得近似相等，但是卻不會改變h2i+h2i+1的值，因為樣值要么不改變，要么就在h2i和h2i+1之間改變。令 顯然這個值在隱寫前后是不會變的。如果某個樣值為2i，那么它對參數q的貢獻為1/2；如果樣值為2i+1 ，對參數q的貢獻為-1/2。載體音頻中共有 2h2i*個樣點的值為2i或2i+1，若所有樣點都包含1比特的秘密信息，那么每個樣點為2i或2i+1的概率就是0.5。當2h2i*較大時，根據中心極限定理，下式成立：其中->N(0,1)表示近似服從正態分布所以服從卡方分布。上式中，k等于h2i

4、和h2i+1所組成數字對的數量， h2i*為0的情況不計在內。r越小表示載體含有秘密信息的可能性越大。結合卡方分布的密度計算函數計算載體被隱寫的可能性為：如果p接近于1，則說明載體圖像中含有秘密信息。四， 實驗結果1， 原圖像2， 直方圖由于所有的數據畫出的直方圖過于密集，所以選取80:99這之間的像素值。原圖80:99隱寫后80:993， 不同隱寫率下的圖像隱寫率0.3隱寫率0.5隱寫率0.74， P值分析由所有的P值可以看出，當隱寫率為0.3的時候，P1P40的值都接近1；當隱寫率為0.5的時候，P1P64的值都接近1；當隱寫率為0.7的時候，P1P91的值都接近1。五， 實驗結果完成實驗

5、之后，可以得出如下結論：依據卡方分析函數，可以判定載體圖像中是否含有秘密信息。但是這要求秘密信息必須嵌滿所有像素。六， 代碼附錄1， hist_change.mfn,pn=uigetfile('*.jpg','JPEG files(*.jpg)''*.bmp','BMP files(*.bmp)','select file to haide');name=strcat(pn,fn);I=rgb2gray(imread(name);sz=size(I);rt=1;row=round(sz(1)*rt);col=rou

6、nd(sz(2)*rt);msg=randsrc(row,col,0 1;0.5 0.5);stg=I;stg(1:row,1:col)=bitset(stg(1:row,1:col),1,msg);nI=sum(hist(I,0:255),2)'nS=sum(hist(stg,0:255),2)'x=80:99;figure;stem(x,nI(81:100);figure;stem(x,nS(81:100);2,Stgprb.mfunction p=StgPrb(x)n=sum(hist(x,0:255),2);h2i=n(3:2:255);h2is=(h2i+n(4:2:

7、256)/2;filter=(h2is=0);k=sum(filter);idx=zeros(1,k);for i=1:127 if filter(i)=1 idx(sum(filter(1:i)=i; endendr=sum(h2i(idx)-h2is(idx).2)./(h2is(idx);p=1-chi2cdf(r,k-1);3,test.mclear all;fn,pn=uigetfile('*.jpg','JPEG files(*.jpg)''*.bmp','BMP files(*.bmp)','select f

8、ile to haide');name=strcat(pn,fn);t=imread(name);I=t(1:512,1:512);sz=size(I);for k=1:3 rt=0.3+0.2*(k-1); row=round(sz(1)*rt); col=round(sz(2)*rt); msg=randsrc(row,col,0 1;0.5 0.5); stg=I; stg(1:row,1:col)=bitset(stg(1:row,1:col),1,msg); imwrite(stg,strcat(pn,strcat(sprintf('stg_% d_',floor(100*rt),fn),&#