一种针对UnderMP3Cover的RS隐写分析新方法

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018044

电信科学 ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (4): 68-80.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2018044

一种针对UnderMP3Cover的RS隐写分析新方法

张坚,王让定(),严迪群

宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211

修回日期:2017-10-26 出版日期:2018-04-01 发布日期:2018-05-02
作者简介:张坚（1993-），男，宁波大学信息科学与工程学院硕士生，主要研究方向为多媒体通信与信息安全等。|王让定（1962-），男，博士，宁波大学高等技术研究院教授、博士生导师，主要研究方向为多媒体通信与取证、信息隐藏与隐写分析、智能抄表及传感网络技术等。|严迪群（1979-），男，博士，宁波大学信息科学与工程学院副教授、硕士生导师，主要研究方向为多媒体通信、信息安全、基于深度学习的数字语音取证等。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61672302);国家自然科学基金资助项目(U1736215);浙江省自然科学基金资助项目(LZ15F020002);浙江省自然科学基金资助项目(LY17F020010);宁波市自然科学基金资助项目(2017A610123);宁波大学科研基金资助项目(XKXL1509);宁波大学科研基金资助项目(XKXL1503);宁波大学王宽诚幸福基金资助项目

A new RS steganalysis algorithm of detecting UnderMP3Cover

Jian ZHANG,Rangding WANG(),Diqun YAN

College of Information Science and Engineering,Ningbo University,Ningbo 315211,China

Revised:2017-10-26 Online:2018-04-01 Published:2018-05-02
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61672302);The National Natural Science Foundation of China(U1736215);Natural Science Foundation of Zhejiang Province of China(LZ15F020002);Natural Science Foundation of Zhejiang Province of China(LY17F020010);Ningbo Natural Science Foundation(2017A610123);K C Wong Magna Fund in Ningbo University

摘要/Abstract

摘要：

提出了一种针对UnderMP3Cover的RS（regular-singular）隐写分析新算法。通过分析RS算法产生误差的原因，选取了更适合的分辨函数，修正了不同码率下的MP3初始偏差，并改进了拟合方式，同时，在实验对比中选择了效果更佳的翻转算子。实验结果表明，算法可以有效地估计出秘密信息的嵌入容量，并将平均误差降低到2%，优于现有算法。

关键词: 隐写分析, UnderMP3Cover隐写算法, RS隐写分析方法

Abstract:

A new RS steganalysis algorithm to attack UnderMP3Cover was proposed.By analyzing the error caused by the RS algorithm,the choice of resolution function,the initial bias and the fitting method were modified,the flip operator was also selected in the experiment.Experimental results demonstrate that the proposed method can estimate the length of embedded message effectively and the average error reduces to 2%,which is better than the existing algorithms.

Key words: steganalysis, UnderMP3Cover, RS

中图分类号:

TP393

张坚,王让定,严迪群. 一种针对UnderMP3Cover的RS隐写分析新方法[J]. 电信科学, 2018, 34(4): 68-80.

Jian ZHANG,Rangding WANG,Diqun YAN. A new RS steganalysis algorithm of detecting UnderMP3Cover[J]. Telecommunications Science, 2018, 34(4): 68-80.

图/表 22

图1

图2

表1

图3

表2

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表4

图4

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表6

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表8

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表10

参考文献 15

[2]	WANG S , WANG L F , JIN H M ,et al. Big data application in net-work security analysis[J]. Telecommunications Science, 2015,31(7): 145-150
[3]	万威, 赵险峰, 黄炜 ,等. 基于码表分布特征和重编码的 MP3Stego隐写分析[J]. 中国科学院大学学报, 2012,29(1): 118-124.
	WAN W , ZHAO X F , HUANG W ,et al. Steganalysis of MP3Stego based on huffman table distribution and recoding[J]. Journal of the Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, 2012,29(1): 118-124.
[4]	万威 . MP3音频隐写分析技术研究[D]. 北京:中国科学院大学, 2011.
	WAN W . Research on MP3 audio steganalysis technology[D]. Beijing:Chinese Academy of Sciences University, 2011.
[5]	PETITCOLAS F A P . MP3Stego[EB]. 2002.
[6]	ACHMAD Z . MP3Stegz[EB]. 2007.
[7]	PLATT C . UnderMP3Cover[EB]. 2002.
[8]	FRIDRICH J , GOLJAN M , DU R . Detecting LSB steganography in color,and gray-scale images[J]. IEEE Multimedia, 2001,8(4): 22-28.
[9]	张涛, 平西建 . 基于差分直方图实现LSB信息伪装的可靠检测[J]. 软件学报, 2004,15(1): 151-158.
	ZHAN T , PING X J . Reliable detection of spatial LSB steganography based on difference histogram[J]. Journal of Software, 2004,15(1): 151-158.
[10]	JIN C , WANG R , YAN D ,et al. Steganalysis of UnderMP3Cover[J]. Journal of Computational Information Systems, 2012,8(24): 10459-10468.
[11]	KER A D , . Improved detection of LSB steganography in grayscale images[C]// International Conference on Information Hiding,May 19-21,2004,Santa Barbara,California,USA. Berlin:Springer, 2004: 97-115.
[12]	KER A D . Quantitative evaluation of pairs and RS steganalysis[J]. Proceedings of SPIE -The International Society for Optical Engineering, 2004(5306): 83-97.
[13]	LUO X , LIU B , LIU F . Improved RS method for detection of LSB steganography[C]// International Conference on Computational Science and Its Applications,Dec 19-21,2008,Wuhan,China. Berlin:Springer Berlin Heidelberg, 2005: 508-516.
[14]	丁晋晶, 蒋铃鸽, 何晨 . 一种针对 LSB 嵌入方式水印的改进的全盲检测方案[J]. 高技术通讯, 2007,17(7): 681-685.
	DING J J , JIANG L G , HE C . An improved method of detecting LSB steganography[J]. Chinese High Technology Letters, 2007,17(7): 681-685.
[15]	于禛, 陈克非 . RS 检测算法的分析与改进[J]. 计算机工程, 2008,34(8): 170-171.
[1]	郑志彬 . 信息网络安全威胁及技术发展趋势[J]. 电信科学, 2009,25(2): 28-34.
	ZHENG Z B . Overview of mobile communication services se-curity[J]. Telecommunications Science, 2009,25(2): 28-34.
[2]	王帅, 汪来富, 金华敏 ,等. 网络安全分析中的大数据技术应用[J]. 电信科学, 2015,31(7): 145-150.
[15]	YU Z , CHEN K F . Analysis and improvement on RS detection algorithm[J]. Computer Engineering, 2008,34(8): 170-171.

码率/（kbit·s^-1）	64	128	192	256
估计长度	4.46%	3.89%	3.41%	4.75%

码率/（kbit·s^-1）	64	128	192	256
x₀	0.006 1	0.003 2	0.002 7	0.004 7

码率/（kbit·s^-1）	64	128	192	256
x₀	-0.544 4	-0.510 6	0.156 7	-1.067 6

误差参数	拟合方式	R_-M	R_M	S_M	S_-M
SSE	直线	1.666×10^-5	1.682×10^-5	1.587 ×10^-5	1.055×10^-5
	二次曲线	1.6×10^-5	1.428×10^-5	9.187 ×10^-6	8.767×10^-6
R²	直线	99.93%	99.94%	99.94%	99.91%
	二次曲线	99.93%	99.95%	99.96%	99.93%

	拟合方式					嵌入率
	拟合方式	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
估计长度	未修正	9.09	20.40	30.32	40.30	51.35	61.01	71.07	80.67	90.51	98.44
	修正	8.66	20.00	29.97	40.00	51.10	60.81	70.93	80.57	90.46	98.43
中值误差	未修正	3.33	3.02	3.16	3.06	3.27	2.79	2.81	2.98	2.62	0.07
	修正	3.44	2.93	3.18	3.19	3.37	2.75	2.73	2.91	2.64	0.06

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码率/(kbit·s^-1)		检测方法					嵌入率
码率/(kbit·s^-1)		检测方法	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
64	估计长度	Jin算法	12.96	22.78	33.54	42.65	52.84	62.50	72.14	81.31	91.20	95.78
		本文算法	11.63	21.04	31.08	40.39	50.31	60.21	69.89	79.26	88.20	94.82
	中值误差	Jin算法	8.42	8.70	8.52	8.62	8.70	7.78	8.32	7.97	6.80	0.00
		本文算法	7.75	7.88	7.51	7.85	7.77	7.53	7.68	7.94	6.96	2.09
128	估计长度	Jin算法	12.30	22.48	33.67	43.69	52.64	62.39	71.60	80.74	91.28	97.23
		本文算法	10.96	20.98	31.11	40.94	50.11	59.95	69.50	78.87	89.45	96.28
	中值误差	Jin算法	6.44	6.63	6.67	6.58	5.98	5.88	5.65	5.50	5.76	0.00
		本文算法	5.88	6.10	6.09	6.26	5.73	5.70	5.70	5.32	5.78	1.25
192	估计长度	Jin算法	11.48	21.91	33.51	43.95	52.49	62.28	71.68	80.85	91.25	97.38
		本文算法	10.81	20.98	31.41	41.55	50.35	60.26	69.88	79.25	89.83	96.69
	中值误差	Jin算法	6.36	6.32	6.57	6.61	5.65	5.26	5.52	5.31	5.25	0.00
		本文算法	5.43	5.67	5.47	5.34	5.14	5.05	5.23	5.23	4.87	0.49
256	估计长度	Jin算法	13.29	23.73	34.89	44.05	53.38	62.82	71.87	80.97	90.93	97.16
		本文算法	10.90	21.16	31.50	40.69	50.53	60.15	69.47	78.82	89.24	96.45
	中值误差	Jin算法	6.78	7.14	6.86	6.83	6.56	6.25	5.84	5.86	5.59	0.00
		本文算法	5.97	5.58	5.55	5.42	5.45	5.36	5.17	5.17	5.01	1.29

[1]	高凯辉, 李丹. 数据中心网络性能保障研究综述[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 1-21.
[2]	李彧, 李召召, 吕平, 刘勤让. 全维可重构的多模态网络交换芯片架构设计[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 22-32.
[3]	李炯, 胡宇翔, 崔鹏帅, 田乐, 董永吉. 面向多模态网络环境的网络模态增量式部署机制研究[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 33-43.
[4]	郭泽华, 朱昊文, 徐同文. 面向分布式机器学习的网络模态创新[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 44-51.
[5]	刘爱华, 骆汉光, 温建中, 占治国. 面向多模态网络的隔离转发技术研究[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 52-60.
[6]	邹涛, 张慧峰, 高万鑫, 徐琪, 沈丛麒, 朱俊, 潘仲夏, 国兴昌. 面向智能制造的多模态网络应用技术研究[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 61-72.
[7]	何耀宇, 张超. 面向无人机应用的低轨卫星通信技术适航分析[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 96-104.
[8]	王甫镔, 孙士渊, 王梦辉, 杨昉, 王小斐, 宋健. 多光源可见光通信关键技术[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 3-10.
[9]	马天洋, 陈雄斌, 徐义武. 基于可见光通信的零能耗光标签[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 20-27.
[10]	刘思聪, 苏丹萍, 卫天阔, 王先耀. 基于多节点协作的鲁棒可见光智能定位[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 28-41.
[11]	胡珈玮, 刘晓谦, 唐昕柯, 董宇涵. 基于DQN的UUV辅助水下无线光通信轨迹规划系统[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 42-47.
[12]	刘晓谦, 唐昕柯, 董宇涵. 水下无线光MIMO链路空间信道建模[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 48-56.
[13]	张嗣宏, 张健. 以ChatGPT为代表的生成式AI对通信行业的影响和应对思考[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 67-75.
[14]	马晓亮, 刘英, 杜德泉, 安玲玲. 运营商智能客服的关键技术和发展趋势[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 76-89.
[15]	唐鑫新, 曾学文, 凌致远, 宋磊. 可编程数据平面技术综述[J]. 电信科学, 2023, 39(4): 1-16.

	拟合方式						嵌入率
	拟合方式	5%	10%	15%	20%	25%	30%	35%	40%	45%	50%
估计长度	未修正	4.22	9.35	15.02	20.53	26.54	32.21	37.65	43.19	48.43	52.80
	修正	3.84	8.91	14.59	20.13	26.17	31.87	37.33	42.91	48.17	52.57
中值误差	未修正	3.34	2.90	2.87	2.94	3.17	3.91	4.34	4.31	4.51	4.16
	修正	3.41	3.12	2.85	2.81	3.01	3.67	4.23	4.08	4.32	4.03

	拟合方式						嵌入率
	拟合方式	3.3%	6.6%	9.9%	13.2%	16.5%	19.8%	23.1%	26.4%	29.7%	33%
估计长度	未修正	2.66	5.74	7.82	11.21	14.80	18.32	21.84	25.29	28.91	34.66
	修正	2.13	4.69	9.38	12.85	16.61	20.23	24.09	27.52	31.21	32.38
中值误差	未修正	2.34	2.12	2.19	3.03	2.89	2.77	2.96	3.24	3.26	3.26
	修正	3.26	3.19	3.25	2.59	2.60	2.61	2.92	2.89	2.78	2.96

码率/(kbit·s^-1)		检测方法						嵌入率
码率/(kbit·s^-1)		检测方法	5%	10%	15%	20%	25%	30%	35%	40%	45%	50%
64	估计长度	Jin算法	8.67	12.65	17.28	22.02	27.44	32.53	37.45	42.60	47.52	51.92
		本文算法	7.78	11.96	16.57	21.12	26.26	31.28	36.24	40.78	45.82	50.29
	中值误差	Jin算法	5.00	8.89	8.66	8.82	8.97	8.89	8.13	8.36	8.16	7.77
		本文算法	5.00	8.05	8.31	7.77	8.00	7.85	7.38	7.48	7.66	7.04
128	估计长度	Jin算法	7.51	12.16	17.22	22.25	27.67	33.01	37.71	42.85	47.63	52.75
		本文算法	6.87	11.37	16.61	21.15	26.71	31.89	36.51	41.15	45.77	51.26
	中值误差	Jin算法	5.00	6.56	6.40	6.28	5.92	6.24	6.10	5.97	6.22	6.16
		本文算法	5.00	5.82	6.02	5.89	5.91	5.86	5.53	5.60	5.55	5.56
192	估计长度	Jin算法	6.73	11.51	16.74	21.69	26.88	32.62	37.64	42.38	47.10	52.21
		本文算法	6.61	11.33	16.46	21.15	26.33	31.87	36.68	41.09	45.77	50.95
	中值误差	Jin算法	5.00	5.94	6.01	6.12	5.99	5.64	5.50	5.96	5.27	5.76
		本文算法	5.00	5.77	5.56	5.51	5.66	5.09	4.93	5.25	4.86	5.26
256	估计长度	Jin算法	8.53	13.15	18.44	23.29	28.22	33.78	38.60	43.39	48.09	53.35
		本文算法	6.76	11.42	16.49	21.06	26.23	31.76	36.48	40.97	45.76	51.00
	中值误差	Jin算法	5.00	6.61	6.69	6.58	6.60	6.69	6.24	6.32	6.39	6.24
		本文算法	5.00	5.69	5.57	5.57	5.46	5.56	5.20	5.28	5.22	4.89

码率/(kbit·s^-1)		检测方法						嵌入率
码率/(kbit·s^-1)		检测方法	3.3%	6.6%	9.9%	13.2%	16.5%	19.8%	23.1%	26.4%	29.7%	33.0%
64	估计长度	Jin算法	7.42	9.82	13.00	16.03	18.77	21.96	25.49	29.12	31.86	35.02
		本文算法	6.46	8.73	11.49	14.59	17.39	20.44	23.89	27.49	30.03	33.19
	中值误差	Jin算法	3.30	6.60	8.80	8.83	8.11	8.89	8.12	8.62	8.12	8.23
		本文算法	3.30	6.60	8.13	7.49	7.50	7.73	7.70	7.78	7.10	7.72
128	估计长度	Jin算法	6.08	8.76	11.97	15.08	18.66	21.87	25.71	29.25	32.91	36.28
		本文算法	5.45	7.90	10.73	13.77	17.20	20.21	23.93	27.57	30.79	34.07
	中值误差	Jin算法	3.30	6.40	6.34	6.35	6.15	6.10	6.24	6.37	6.17	6.15
		本文算法	3.30	6.24	6.01	5.91	5.90	5.74	5.87	6.01	5.96	5.91
192	估计长度	Jin算法	5.61	8.34	11.44	14.92	18.25	21.64	25.56	29.09	33.19	36.74
		本文算法	5.27	7.81	10.70	14.01	17.25	20.47	24.10	27.62	31.33	34.76
	中值误差	Jin算法	3.30	6.13	6.26	6.20	5.71	6.11	6.66	6.21	6.47	6.45
		本文算法	3.30	5.38	5.28	5.57	5.14	4.97	5.39	5.71	5.23	5.54
256	估计长度	Jin算法	7.06	9.81	13.01	16.45	19.42	22.85	26.83	30.29	34.01	37.76
		本文算法	5.34	7.80	10.74	14.00	16.86	20.11	23.93	27.29	30.86	34.53
	中值误差	Jin算法	3.30	6.60	6.83	6.80	6.67	6.81	6.80	6.72	6.75	7.17
		本文算法	3.30	5.58	5.58	5.94	5.76	5.51	5.62	5.46	5.55	5.65