LSB算法的基本原理

LSB算法的基本原理是：對(duì)空域的LSB做替換，用來替換LSB的序列就是需要加入的水印信息、水印的數(shù)字摘要或者由水印生成的偽隨機(jī)序列。由于水印信息嵌入的位置是LSB，為了滿足水印的不可見性，允許嵌入的水印強(qiáng)度不可能太高。然而針對(duì)空域的各種處理，如游程編碼前的預(yù)處理，會(huì)對(duì)不顯著分量進(jìn)行一定的壓縮，所以LSB算法對(duì)這些操作很敏感。因此LSB算法最初是用于脆弱性水印的。

文獻(xiàn)[1]提出了第1個(gè)水印模型，它把N×M大小的原始圖像Z分解為n個(gè)8×8塊Zi(1≤i≤n)，把Zi的LSB部分置零，對(duì)各個(gè)塊做數(shù)字摘要。同時(shí)把作為水印的logo圖像A變換為N×M，進(jìn)行同樣的分塊，數(shù)字摘要和Ai對(duì)應(yīng)異或，得到嵌入水印的數(shù)字摘要。然后對(duì)它用私鑰加密，結(jié)果嵌入到相應(yīng)塊的LSB部分。檢驗(yàn)過程要用到A，并且用戶得到的圖像有任何的改變，水印都不可能檢測出來。

由于聯(lián)合攝影專家組(Joint Photographic Experts Group，JPEG)是一種常用的圖像壓縮算法，當(dāng)把這種處理看成是合法時(shí)，文獻(xiàn)[2]對(duì)LSB算法做了改進(jìn)，提出了抵抗JPEG的半脆弱水印系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于公鑰密碼系統(tǒng)和hash函數(shù)特點(diǎn)，能反映彩色圖像在紅色(R)、藍(lán)色(B)、綠色(G)層的哪部分受到攻擊。RGB圖像在B部分對(duì)應(yīng)的頻率響應(yīng)最低，所以把原始圖像分為R、G、B三部分，對(duì)于R、G的LSB部分用一個(gè)公鑰密碼系統(tǒng)以外的密鑰(簡稱k1)加密，再和原始水印W作XOR運(yùn)算，得到的M用公鑰密碼系統(tǒng)加密，得到E。同時(shí)把B部分的LSB部分清零。最后，把E加入到B的LSB部分。