抗统计检测的MP3音频交叉域隐写关键技术研究

The performance of the steganographic techniques for compression multimedia works is limited by the exploiture of the redundant space and the preservation of the statistical properties. Taken the mutual constraint relation between compression and steganography as a starting point, the proposed project is intended to construct a cross-domain steganographic framework for MP3 audio. Based on the framework, the stability of the secret message and the capability of anti-statistical detection will be the main research contents. The aim of the project is to overcome the interference between compression and steganography. We will exploit the redundant space of the carrier in different domain, and develop a class steganographic methods with practicability and high security by ultilizing error correction coding, closed-loop strategy and mode steganographic mechanism. The research is expected to make up for the shortcomings of the existing MP3 audio steganography and provide novel approaches for secure covert communication system.

以压缩格式的多媒体作品为掩蔽载体的隐写技术，其性能的优劣受限于对载体冗余空间的挖掘是否充分以及对载体原始统计特性保持的程度。本课题拟以压缩与隐写两种操作之间的相互制约关系为切入点，构建适用于MP3音频这一掩蔽载体的交叉域隐写框架，研究如何保持秘密信息稳健性以及如何提高隐写算法抗统计检测能力的策略和方法。研究旨在克服压缩与隐写之间的相互影响，在不同数据域实现对载体冗余空间的挖掘，并利用纠错编码、闭环策略和模型隐写等方法，发展一类可操作性强、安全性高的MP3音频隐写方法和技术。研究成果有望弥补现有MP3音频隐写方法在安全性方面所存在的不足，同时也可为保密通信系统的实现提供新的方法与途径。

本项目围绕MP3数字音频隐写过程中的若干关键问题，在交叉域隐写框架、抗统计检测MP3数字隐写、可变速率MP3数字隐写以及MP3数字隐写分析等方面开展了研究，取得了一系列研究结果，达到了预期研究目标。（1）提出了一种压缩与隐写相对独立的交叉域隐写框架。在该框架指导下，提出了基于MDCT系数统计模型的MP3隐写算法。（2）研究并提出了一种基于比例因子索引值的MP3数字音频隐写方法。该方法感知透明度高，且具有一定的抗统计检测能力，同时避免了因量化导致的秘密信息无法完全恢复的问题。（3）提出了一种适用于可变速率MP3音频的数字隐写算法。研究并提出了一种针对AAC音频的基于比例因子的数字隐写算法。（4）从信息对抗的角度，针对MP3Stego这一典型MP3隐写工具开展了隐写分析的研究。研究并提出了多种有效的MP3Stego隐写分析算法。在上述研究的基础上，在国内外学术期刊上发表相关论文24篇，其中SCI检索4篇，EI检索8篇，国内核心期刊论文7篇，授权国家发明专利6项。培养硕士生5名，培养青年教师晋升高级职称1名。