基于随机线性码的快速矩阵嵌入方法

piday123

基于随机线性码的快速矩阵嵌入方法

摘要:矩阵嵌入将编码思想引入隐写过程,用病灶携带秘密信息,通过寻找校验矩阵的陪集首确定最小修改向量,提高隐写安全性.如何以较低的计算复杂度找到陪集首是矩阵嵌入设计的核心.针对小嵌入率下的隐写,该文讨论了将汉明码矩阵引入到随机线性码矩阵的可行性,进而提出了一种新的校验矩阵结构.在此基础上,以一定的计算复杂度限制为前提,以最大化嵌入效率为目标,给出了矩阵的最优化构造方法.实验结果表明,新方法相比已有矩阵嵌人方法在嵌入效率和嵌入速度上都有所提高,适合实时性要求高的隐写应用.
关键词:隐写术;矩阵嵌入;嵌入效率;嵌入速度

1引言
隐写是一种将秘密信息存储到图像、音频、视频等常见载体中以实现隐蔽通信的技术.隐写术研究的目标是提高秘密信息的隐蔽性,减小信息嵌入对载体的影响.目前,主要有以下两种方式: (1)优先选择载体中不宜感知的部分嵌入秘密信息;(2)隐藏秘密信息时尽可能少地修改载体元素.第一类方法涉及的是自适应隐写技术,第二类方法涉及的是嵌入效率问题[2~5].嵌入效率指修改一比特载体元素平均嵌入的信息量.嵌入率一定时,高的嵌入效率意味着较少的载体修改，因而有助于安全性的提高.
矩阵嵌入用线性码的陪集表示载密体序列,用病灶携带秘密信息,通过寻找检验矩阵( parity check ma-trix , PCM)的陪集首来减少修改量,从而给出了提高嵌入效率的有效途径.该思想最早由Crandall2提出，Westfeld 将汉明码应用于F5算法[3],使该方法广为人知.之后, Fridrich研究了矩阵编码嵌入效率的理论上限4.5],并证明使用二元随机线性码的矩阵嵌入可以达到该极限值.如今,矩阵嵌入已扩展到卷积码,如Filler等提出的量化格子编码( syndrome trellis codes ,STCs )[6.7].

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