網(wǎng)絡(luò)空間安全概論 實(shí)驗(yàn)11數(shù)字水印 LSB盲水印

中國礦業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2019級本科生課程報(bào)告課程名稱信息內(nèi)容安全報(bào)告題目LSB盲水印報(bào)告時間2022.6.26姓名李方銓學(xué)號08192968任課教師曹天杰2021-2022(二)《信息內(nèi)容安全》評分表考核類別考核內(nèi)容支撐課程目標(biāo)試題類型與分值比例分?jǐn)?shù)結(jié)課考核課程報(bào)告（論文綜述、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、寫作規(guī)范）目標(biāo)3：掌握信息內(nèi)容安全的基礎(chǔ)知識，針對具體問題和要求選擇正確的技術(shù)路線，通過在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)并能根據(jù)算法特點(diǎn)進(jìn)行攻擊測試和綜合性能評價(jià)，得到具有參考價(jià)值的結(jié)論。課程報(bào)告，100%過程考核1.基本概念、原理目標(biāo)1:掌握信息內(nèi)容安全的基本概念、分類、原理和相關(guān)技術(shù)，能夠根據(jù)課程基本知識對信息內(nèi)容安全領(lǐng)域出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸類、分析、并有初步分析和解決問題的能力。系統(tǒng)演示及解說，30%2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析目標(biāo)2：掌握信息內(nèi)容安全處理相關(guān)的理論、技術(shù)以及健全的評價(jià)體系，能夠根據(jù)具體問題分析算法、設(shè)計(jì)算法、實(shí)現(xiàn)算法并能綜合評價(jià)算法。PPT講解與答辯，50%3.基本概念、原理目標(biāo)1作業(yè)或測試，20%結(jié)課考核與過程考核比例結(jié)課考核：60%過程考核：40%評閱人：2022年7月10日報(bào)告摘要通過LSB技術(shù)原理，使用python編寫程序，實(shí)現(xiàn)對圖片編碼添加盲水印，并且解碼得到水印。演示編碼和解碼過程，查看編碼的抗攻擊能力。關(guān)鍵詞：LSB；圖片盲水印；

報(bào)告正文1概述數(shù)字水?。―igitalWatermark）一種應(yīng)用計(jì)算機(jī)算法嵌入載體文件的保護(hù)信息。數(shù)字水印技術(shù)，是一種基于內(nèi)容的、非密碼機(jī)制的計(jì)算機(jī)信息隱藏技術(shù)。它是將一些標(biāo)識信息（即數(shù)字水?。┲苯忧度霐?shù)字載體當(dāng)中（包括多媒體、文檔、軟件等）或是間接表示（修改特定區(qū)域的結(jié)構(gòu)），且不影響原載體的使用價(jià)值，也不容易被探知和再次修改。但可以被生產(chǎn)方識別和辨認(rèn)。通過這些隱藏在載體中的信息，可以達(dá)到確認(rèn)內(nèi)容創(chuàng)建者、購買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。數(shù)字水印是保護(hù)信息安全、實(shí)現(xiàn)防偽溯源、版權(quán)保護(hù)的有效辦法，是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支和研究方向。2LSB盲水印原理LSB(theLeastSignificantBits)即最不重要比特位。改變LSB主要的考慮是不重要數(shù)據(jù)的調(diào)整對原始圖像的視覺效果影響較小。以圖像為例，圖像部分像素的最低一個或者多個位平面的值被隱藏?cái)?shù)據(jù)所替換。即載體像素的LSB平面根據(jù)要隱藏的數(shù)據(jù)改變?yōu)椤?”或者不變，以此達(dá)到隱藏信息的目的。常見的jpg圖像采用的是RGB模式，也就是三個通道，每個通道的像素點(diǎn)采用8bit表示。3程序代碼importsysfromPILimportImage,ImageMathclassLSB:SUPPORTED=['RGB','RGBA','L','CMYK']def_set_bits(self,bits):self.bits=int(bits)ifnot0<=self.bits<=8:print('[!]Numberofbitsneedstobebetween0-8.')sys.exit()def_get_image(self,path,itype):try:img=Image.open(path)exceptIOErrorase:print('[!]{}imagecouldnotbeopened.'.format(itype.title()))print('[!]{}'.format(e))sys.exit()print('[*]{}imagemode:{}'.format(itype.title(),img.mode))ifimg.modenotinself.SUPPORTED:print('[!]Nonsupportedimagemode.')sys.exit()returnimgdef_save_img(self,img,outfile):try:img.save(outfile)exceptIOErrorase:print('[!]{}imagecouldnotbewritten.'.format(outfile))print('[!]{}'.format(e))sys.exit()exceptExceptionase:print('[!]Unabletosavefile.')print('[!]{}'.format(e))sys.exit()classLSBEncode(LSB):def__init__(self,cover,secret,bits,outfile,mode=None):print('[*]AttemptingLSBEncodingwithbits={}'.format(bits))self._set_bits(bits)self.outfile=outfileself.cover=self._get_image(cover,'cover')ifmode!=None:self.cover=self.cover.convert(mode.upper())print('[*]Convertedcoverimagemodeto{}.'.format(self.cover.mode))self.secret=self._get_image(secret,'secret').convert(self.cover.mode)print('[*]Convertedsecretimagemodeto{}.'.format(self.cover.mode))self._encode_img()def_encode_img(self):c=self.cover.split()s=self.secret.split()expr='convert((c&(256-2**bits))+((s&(256-2**(8-bits))-1)>>(8-bits)),"L")'out=[ImageMath.eval(expr,c=c[k],s=s[k],bits=self.bits)forkinrange(len(c))]out=Image.merge(self.cover.mode,out)self.cover.paste(out,(0,0))self._save_img(self.cover,self.outfile)print('[*]Createdoutfileat{}'.format(self.outfile))classLSBDecode(LSB):def__init__(self,steg,bits,outfile):print('[*]AttemptingLSBDecodingwithbits={}'.format(bits))self._set_bits(bits)self.outfile=outfileself.steg=self._get_image(steg,'steg')self._decode_img()def_decode_img(self):s=self.steg.split()expr='convert((s&2**bits-1)<<(8-bits),"L")'out=[ImageMath.eval(expr,s=s[k],bits=self.bits)forkinrange(len(s))]out=Image.merge(self.steg.mode,out)self._save_img(out,self.outfile)print('[*]Createdoutfileat{}'.format(self.outfile))defmain():iflen(sys.argv)in(6,7)andsys.argv[1]=='-e':LSBEncode(*sys.argv[2:])eliflen(sys.argv)==5andsys.argv[1]=='-d':LSBDecode(*sys.argv[2:])else:usage()if__name__=='__main__':main()4運(yùn)行過程4.1編碼過程載體圖片：隱藏圖片：使用終端執(zhí)行代碼python3