一、隐写技术

1.1 信息隐藏技术分类

水印技术：侧重于鲁棒性，受到攻击后还能提取

隐写技术：侧重于隐蔽性，不被发现

隐写分析：判断一幅图像是否隐藏信息

取证技术：判断图像是否被篡改

1.2 隐写技术应用

隐秘通讯

通过隐写图片进行隐秘信息传递。比如下图，几只可爱的小猫图片据说隐藏有秘密的交易信息。

PNG隐藏恶意代码

如图3，程序会检查png图像的"tEXt"字段是否存有数据。如图4，可以将恶意代码隐藏在png图像的"tEXt"字段中，当程序检测到图片“tEXt"存在数据时，就会执行隐藏的恶意代码。恶意代码会获取设备的SMS，并发送出去。

图3

图4

1.3 隐写防范

隐写被动防范，如图5，WetStone研制的Stego Suite隐写检查软件，可以检查数据是否隐藏数据。

隐写主动防范，如图6，使用编码再处理，利用隐写防范处理模块造成隐写信息丢失。

图5

图6

1.4 隐写发展方向

深度学习的自适应隐写

无损信息隐藏技术

无损信息隐藏技术又称可逆或可删除信息隐藏技术，主要指在原始图像没有明显降质的情况下嵌入隐藏信息，若隐秘图像在传输过程中没有发生变化，那么合法用户在提取出隐藏信息后，原始图像能够完全无失真复原。

例如，我们可以将水印嵌入到短视频中，当他人爬取了含水印视频后。在使用特定的播放器播放时，可将原始视频复原。兼顾了版权保护与视觉效果。

无载体隐写

无载体水印并非指无需载体，而是指不通过修改载体本身的方式来进行秘密信息的隐藏，它采取的式一种由秘密信息进行“驱动”，从而获取到一系列含密载体的技术思路。

二、无载体信息隐藏

无载体信息隐藏分为半构造式和完全构造式两种分类，前者选择特定的载体种类，如图片，并由秘密信息驱动来生成载体，后者则将秘密信息进行某种映射。无载体信息隐藏可以从根本上抵抗隐写分析技术。

此种方式的优势在于，无法被一般的隐写技术检测，但缺点是容量较小。

2.1 完全构造式无载体信息隐藏

以秘密数据为驱动，依托数据库，按照某种方式将素材直接映射为含密载体。如下图7所示，根据信息直接从数据库中选择部分图像。

2.2 半构造式无载体信息隐藏

由秘密信息按照一定规则，直接生成含密载体。

基于纹理合成的信息隐藏（图8），由上方的源纹理，生成下方的纹理，在纹理生成的过程中，嵌入一些信息。

Marbling（水影画）信息隐藏（图9），通过几何形变来将秘密信息覆盖住的信息隐藏技术。

图8

图9

三、构造纹理水印

一个简单的例子：

入下图，使用三角形不同的方向，来代表不同的信息。其抗压缩能力强。这种构造方法的问题在于，容易被发现隐藏信息，且纹理的美观性需要设计。

3.1 图像缝合技术

图像缝合技术能够根据一副小纹理图，生成一副大纹理图。其中一种著名的算法Image Quilting，此算法诞生于2001年。此算法按块缝合，先选择与已有块差异较小的块，进行重叠平铺。 使用最小代价法(Dijkstra算法)，寻找最接缝的位置，可以比较好的融合了接缝两边的图像块。

3.2 自动生成纹理的水印

嵌入：

将纹理分为不同的区域，代表不同的信息。

根据嵌入信息，选择与周围差异最小的块，拼接成一个大的图像。

对图像进行缝合，使整个图像看起来更和谐。

优劣：

鲁棒性强，能够抵抗较强的压缩攻击。

不需要自己设计花纹，可以得到更优美的背景图案。

牺牲了一定的视觉效果，只能用于特定的场景。

总结

信息隐藏技术本身就是一个脑洞大开的技术，既有在传统的空域、频域添加水印的，也有通过深度学习多维度提取修改特征之后添加水印的。水位较深，难度还可以接受，只不过接触这块知识的人相对较少。所以嘛，进入正题。我们团队在急招多媒体安全、隐藏水印相关领域的同学。如果您有相关知识，欢迎与我联系。