بخشی از مقاله
پنهان نگاری بهینه شده برگشت پذیر داده ها در تصاویر
چکیده:
این پروژه یک طرح پنهان کردن داده برگشت پذیر جدید برای تصویر رمز گذاری شده پیشنهاد می کند. پس از رمز- نگاری کل داده ها از یک تصویر غیرفشرده با یک سری رمز معمول، داده های اضافی را میتوان در تصویر، با تغییر دادن یک بخش کوچک از داده های رمز گذاری شده جاسازی کرد. در یک تصویر رمز شده حاوی داده های اضافی، ممکن است در ابتدا رمزگشایی آن بوسیله ی کلید رمز نگاری، نتیجه رمزگشایی شده مشابه به تصویر اصلی باشد. با توجه به کلید داده پنهان نگاری، با کمک همبستگی مکانی در تصویر طبیعی، داده های جاسازی شده می تواند با موفقیت استخراج شده و تصویر اصلی می تواند کاملا باز گردانده شود. برای حصول اطمینان از درست بودن داده های استخراج شده و بازیابی کامل تصویر طول لبه بلوک را 32 قرار می دهیم.
کلمات کلیدی: بازیابی تصویر، پنهان نگاری داده ها، رمزگذاری تصویر.
مقدمه
پنهان نگاری برگشت پذیر داده ها، یک تکنیک جاسازی پیام های اضافی درون برخی از رسانه های پوششی، اعوجاج غیر قابل قبولی ایجاد می کند. مثلا در تصاویر نظامی یا پزشکی، بوسیله شیوه ای برگشت پذیر، بطوریکه محتوای پوشش اصلی را پس از استخراج پیام های پنهان می توان کاملا ترمیم نمود. تعدادی از روش های پنهان نگاری برگشت پذیر داده ها، در سال های اخیر مطرح شده است.
طرح پیشنهادی
بلوک دیاگرام اولیه از طرح پیشنهادی درشکل (1) نشان داده شده است. صاحب محتوای تصویر اصلی غیرفشرده رمزگذاری شده ازیک کلید رمزنگاری برای تولید یک تصویر رمز شده استفاده میکند، و پس از آن پنهان نگار داده، داده های اضافی را در تصویر رمز شده با استفاده از یک کلید پنهان نگاری داده باتوجه به اینکه محتوای اصلی را نمی داند جاسازی می کند.[1,2,3] با داشتن یک تصویر رمز شده ی حاوی داده های اضافی، یک گیرنده در ابتدا ممکن است آن را با استفاده از کلید رمزنگاری، رمزگشایی کند و نسخه رمزگشایی شده مشابه تصویر اصلی می باشد. با توجه به کلید پنهان نگاری داده این کلید بهتر می تواند داده های جاسازی شده را استخراج کند و تصویر اصلی را از نسخه رمزگشایی شده بازیابی کند. شرح کامل روش بشرح ذیل است.
الف . رمزگذاری تصویر
براساس شکل((2 فرض کنید تصویر اصلی در فرمت فشرده نشده است و هر پیکسل کم ارزش خاکستری در بازه [255-0] با 8 بیت نشان داده شده است. در مرحله رمزگذاری نتایج XOR از بیتهای اصلی و بیتهای شبه تصادفی محاسبه می شود.
که در آن ri,j,k تعیین شده توسط یک کلید رمزنگاری با استفاده از یک رشته رمز استاندارد تعیین شده سپس Bi,j,k بعنوان داده های رمزگذاری تعیین می شود. [4,5]یکی از روشهای امن معمول رمز می تواند در اینجا مورد استفاده قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که هرکسی بدون کلید رمزنگاری ، مانند یک مهاجم بلقوه یا پنهان نگار اطلاعات ، نمی تواند هیچ اطلاعاتی در مورد محتوای اصلی از داده های رمزگذاری شده را کسب کند .
ب . جاسازی کردن اطلاعات
با داده های رمزگذاری شده اگرچه یک پنهان نگار محتوای تصویر اصلی را نمی داند اما می تواند پیام اضافی را با تغییر بخش کوچکی از داده ها ی رمزگذاری شده، در تصویر جاسازی کند . [6,7,8] در مرحله اول پنهان نگار تصویر رمز شده را به تعدادی از بلوکهای غیر مشترک با سایز S*S تقسیم می کند . هربلوک برای حمل یک بیت اضافی استفاده خواهد شد . برای
هر بلوک ، بطور شبه تصادفی پیکسل S2 به دو مجموعه S0 و S1 باتوجه به یک کلید پنهان نگاری داده تقسیم می شود .
دراینجا احتمال اینکه یک پیکسل متعلق به S0 یا S1 باشد 1/2 است . اگر بیت اضافی جاسازی شده صفر باشد آنگاه 3 بیت کم ارزش LSB از هر پیکسل رمز گذاری شده در S0 قرار میگیرد . اگر بیت اضافی 1 باشد آنگاه 3 بیت کم ارزش پیکسل ها در S1 قرار می گیرد. دیگر داده های رمزگذاری شده تغییری نکرده اند . شکل (3) این بلوک دیاگرام را نشان می دهد .
ج . استخراج داده ها و بازیابی تصویر
همانطور که در شکل (4) نشان داده شده هنگامیکه یک تصویر رمز شده حاوی اطلاعات جاسازی شده است، یک گیرنده در ابتدا باتوجه به کلید رمزنگاری، ri,j,k تولید می کند و XOR اطلاعات دریافت شده و ri,j,k را برای رمزگشایی تصویر محاسبه می کند .
