1) Аддитивные алгоритмы
Алгоритмы аддитивного внедрения информации заключаются в линейной модификации исходного изображения.
В аддитивных методах внедрения ЦВЗ представляет собой последовательность чисел wi, которая внедряется в выбранное подмножество пикселей исходного изображения f. Основное и наиболее часто используемое выражение для встраивания информации в этом случае
(1)
Другой способ встраивания был предложен И.Коксом:
(2)
Тут:
-
-
цвет пикселя с координатами x,y
после преобразования
-
-
цвет пикселя с координатами x,y
до преобразования
-L - весовой коэффициент(целое положительное число)
-w(i)-встраиваемое в пиксель x,y число (символ)
Цвет пикселя должен представляться в виде одного целого числа.
Нужно отметить, что не все пиксели изображения модифицируются. Модифицируемые пиксели должны быть равномерно распределены по растру изображения. Например, на рисунке показано, как равномерно распределены модифицируемые пиксели по растру размером 5*5. В данном случае в растр «вшивается» информация размером 9 блоков (размер блока рекомендуется брать равным 1-му байту).
* |
|
* |
|
* |
|
|
|
|
|
* |
|
* |
|
* |
|
|
|
|
|
* |
|
* |
|
* |
Естественно, размер растра зависит от размеров изображения-контейнера, а количество блоков - от количества «вшиваемой» в изображение информации.
Коэффициент L, рекомендуется изменять по определенному правилу при «вшивании» каждого блока информации. Это повышает устойчивость скрытой информации к дешифрованию.
Имеется массив возможный вариантов коэффициента L.
Правило выборки следующего L определяется правилом выборки следующего элемента массива. Примеры возможных алгоритмов выборки L:
1) прямой порядок;
2) поочередно прямой и обратный порядок выборки;
3) поочередно: L(i), i-четное
L(i), i-нечетное
4) L-константа
Нестандартный проход выбранных нами для модификации пикселей изображения также увеличивает стойкость алгоритма к дешифрованию. Примеры возможных проходов (в скобках указан порядковый номер пикселя при его модификации («вшивании» информации)):
1) построчный
*(1) |
|
*(2) |
|
*(3) |
|
|
|
|
|
*(4) |
|
*(5) |
|
*(6) |
|
|
|
|
|
*(7) |
|
*(8) |
|
*(9) |
2) зигзагообразный
*(1) |
|
*(2) |
|
*(3) |
|
|
|
|
|
*(6) |
|
*(5) |
|
*(4) |
|
|
|
|
|
*(7) |
|
*(8) |
|
*(9) |
3) по столбцам
*(1) |
|
*(4) |
|
*(7) |
|
|
|
|
|
*(2) |
|
*(5) |
|
*(8) |
|
|
|
|
|
*(3) |
|
*(6) |
|
*(9) |
Примечание:
Рекомендуется в качестве базового формата брать формат, реализующий алгоритм сжатия информации без потерь (например, bmp или pcx). Формат Jpeg не подходит для выполнения работы, т.к. при восстановлении информации из изображения - часть информации теряется или искажается!
Для извлечения скрытой информации необходимо иметь 2 изображения - исходное и то, в которое была записана секретная информация.
Перебираем координаты и сравниваем цвета соответствующих пикселей в изображениях, в случае их несовпадения, мы выявляем пиксели, несущие в себе секретную информацию. Для каждой пары таких пикселей необходимо определить их цвета и выполнить операцию обратную операции преобразования цвета пикселя изображения. Например, для формулы (2) обратная операция будет выглядеть следующим образом:
Примечание: способ перебора координат пикселей при сопоставлении цветов зависит от способа прохода пикселей при «вшивании» информации в изображение.