信息安全实验报告五

实验成绩

《信息安全概论》实验报告

实验五数字水印实验

专业班级计科F1301 学号201316010508 姓名司如言完成时间_2016/5/24一、实验目的

理解数字水印的实现原理；通过演示程序加深对数字水印的理解，并完成水印嵌入和检测的代码编写。

二、实验内容

用演示软件实现在一幅图像中嵌入水印信息，对比嵌入水印前后的图像有无明显变化；用演示软件实现对一幅给定图像进行是否嵌入水印的检测；编写数字水印程序，分别实现水印的嵌入与检测。

三、实验环境和开发工具

1.Windows 7 操作系统

2.AssureMark v2.0版

3.VC++ 6.0

四、实验步骤和结果

1.数字水印程序演示

用AssureMark软件实现嵌入水印信息，并对水印信息进行检测。

2、数字水印程序编写

参考给定DLL中关于水印嵌入、提取函数的说明，编写代码分别实现水印的嵌入与检测。

（1）调用DLL中的_ADDWATERMARK函数，实现水印嵌入。

（2）调用DLL中的_GETWATERMARK函数，实现水印检测。

3、数字水印演示步骤

Step 1：在AssureMark程序主界面的“模式选择”域中选择“嵌入水印”，然后单击“打开”按钮，选择要嵌入水印信息的原始图像；单击“保存”按钮。具体操作如下图示:

图3.1嵌入水印信息设置

Step 2：关闭显示“水印信息嵌入成功”的提示窗口，嵌入水印信息前后的图像对比如图3.2所示，可以看出两者在视觉上并无明显差异。

图3.2 嵌入水印信息前后的图像对比

Step 3：在程序主界面的“模式选择”域中选择“检测水印”，然后单击“打开”按钮，选择要检测是否嵌入水印信息的原始图像。“提取的水印信息”栏中显示提取到的水印信息“信息安全 ISCC”，如下图所示：

水印信息提取成功

4、将编写好的源代码输入计算机并进行调试分析，发现错误，再修改完善，最终实现实验所要求的功能。

1)给图像添加水印的函数

void CPrj_watermarkDlg::OnBtnImbed()

{

//打开并读取未嵌入水印的源BMP文件

CFile dibFile(m_strFileImgSrc, CFile::modeRead);

DWORD nJPG_Len = 0;

nJPG_Len = (DWORD)dibFile.GetLength();

dibFile.Read(pJPG_Buf, nJPG_Len);

//调用DLL中的_ADDWATERMARK函数，实现水印嵌入

int ret1;

memset(WmCoef, 0, sizeof(WmCoef));

ret1 = _ADDWATERMARK(pJPG_Buf, nJPG_Len, pBMP_Buf, WmCoef);

if(ret1 == 1) //水印嵌入成功，分别用文件保存嵌入水印后的图片和源DCT系数，以备水印检测使用

{

AfxMessageBox("水印嵌入成功");

CFile dibFile2(m_strFileImgWater, CFile::modeCreate|CFile::modeWrite);

dibFile2.Write(pBMP_Buf, nJPG_Len);

dibFile2.Close();

CFile fCoef("CoefDCT.dat", CFile::modeCreate|CFile::modeWrite);

fCoef.Write(WmCoef, strlen((char*)WmCoef));

fCoef.Close();

}

else if(ret1 == 0)

{

AfxMessageBox("水印嵌入失败");

}

dibFile.Close();

}

2)从图像中提取水印的函数核心实现

// WaterMarkDlg.cpp : implementation file

#include "stdafx.h"

#include "WaterMark.h"

#include "WaterMarkDlg.h"

#include "Dib.h"

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_NEW

#undef THIS_FILE

static char THIS_FILE[] = __FILE__;

……

BOOL CWaterMarkDlg::OnInitDialog()

{

CDialog::OnInitDialog();

ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);

ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);

if (pSysMenu != NULL)

{

CString strAboutMenu;

strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);

if (!strAboutMenu.IsEmpty())

{

pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);

pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);

}}

SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon

SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon

// TODO: Add extra initialization here

return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control }

void CWaterMarkDlg::OnOpenFile()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

CFileDialog dlg(TRUE, "", NULL,

OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT | OFN_ALLOWMULTISELECT,

"(*.bmp)|*.bmp|所有文件(*.*)|*.*||",AfxGetMainWnd());

//读取图象的文件名CString filename;

if(dlg.DoModal()==IDOK)

{//Bitmap2Data()将图象的转换为数据保存在二维数组m_tOriPixelArray

POSITION pos = dlg.GetStartPosition();

filename = dlg.GetNextPathName(pos);

Bitmap2Data();

if(hwnd[0]!=NULL)

hwnd[0]=NULL;

if(hSrcDC[0]!=NULL)

hSrcDC[0]=NULL;

if(hDesDC[0]!=NULL)

hDesDC[0]=NULL;

hwnd[0] = GetDlgItem(IDC_STATIC0);

hDesDC[0] = hwnd[0]->GetDC()->m_hDC;

hSrcDC[0] = CreateCompatibleDC(hDesDC[0]);

filename=dlg.GetPathName();

hBitmap[0]=(HBITMAP)LoadImage(AfxGetInstanceHandle(),filename,IMAGE_BITMAP ,0,0,LR_LOADFROMFILE|LR_CREATEDIBSECTION);

GetObject(hBitmap[0], sizeof BITMAP, &bm[0]);

SelectObject(hSrcDC[0], hBitmap[0]);

hwnd[0]->GetClientRect(&rect[0]);

::SetStretchBltMode(hDesDC[0],COLORONCOLOR);

::StretchBlt(hDesDC[0], rect[0].left, rect[0].top, rect[0].right,

rect[0].bottom, hSrcDC[0], 0, 0, bm[0].bmWidth, bm[0].bmHeight,+SRCCOPY);

show[0]=TRUE;

SetTimer(NULL,50,0);

GetDlgItem(IDC_BUTTON2)->EnableWindow(TRUE);

}

else{TRACE("错误");}

CString s,s0,s1,s2;

s.Format("%2d",bm[0].bmHeight);

s1.Format("%2d",bm[0].bmWidth);

s0.Format("%d",m_dib->GetBiBitCount());

s2="宿主图象"+s0+"位H×W:"+s+"X"+s1;

if(pEdit!=NULL)pEdit=NULL;

r.left=35;r.top=rect[0].bottom+2;r.right=200+r.left;r.bottom=r.top+20;

pEdit=new CEdit;

pEdit->Create(ES_CENTER|WS_VISIBLE|ES_READONLY,r,this,1);

CFont * cFont=new CFont;

cFont->CreateFont(16,0,0,0,FW_SEMIBOLD,FALSE,FALSE,0,

ANSI_CHARSET,OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS,DEFAULT_QUALITY, DEFAULT_PITCH&FF_SWISS,"Arial");

pEdit->SetFont(cFont,TRUE);

pEdit->SetWindowText(s2);

} ……

void CWaterMarkDlg::Operate_Byte(BYTE &operate1, BYTE &operate2, BYTE m_operate) { //将m_operate最低四位取出来放到L里最高四位放到H里，

//最后将H赋值给operate1最后四位 L赋值给operate2最后四位

int i;

BYTE M=240,t=m_operate;//1111 0000

BYTE H,L,x[8],y[4];

y[3]=8;y[2]=4;y[1]=2;y[0]=1;

for(i=0;i<8;i++)

{

x[i]=m_operate&1;

m_operate>>=1;

}

H=x[7]*y[3]+x[6]*y[2]+x[5]*y[1]+x[4]*y[0];//hight

L=x[3]*y[3]+x[2]*y[2]+x[1]*y[1]+x[0]*y[0];//low

operate1&=M;operate2&=M;operate1+=H;operate2+=L;

}

void CWaterMarkDlg::PutInWaterMessage()

{

long a,b,c,d;

a = ImageHeight;

b = ImageWidth;

c = WaterHeight;

d = WaterWidth;

}

BYTE CWaterMarkDlg::Operate_ByteOut(BYTE operate1, BYTE operate2)

{

//相对与Operate_Byte()

int i = 0;BYTE x[8],y[8],data;

for (i=0;i<4;i++)

{

x[i]=operate2&1;operate2>>=1;//取出最低的四位

}

for (i=4;i<8;i++)

{

x[i]=operate1&1;operate1>>=1;//取出最高的四位

}

y[0]=1;y[1]=2;y[2]=4;y[3]=8;y[4]=16;y[5]=32;y[6]=64;y[7]=128;

data=x[0]*y[0]+x[1]*y[1]+x[2]*y[2]+x[3]*y[3]+x[4]*y[4]+x[5]*y[5]+x[6]*y[6] +x[7]*y[7];

return data;

} ……

void CWaterMarkDlg::OnOpenW_E_Bitmap()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

CFileDialog dlg(TRUE, "", NULL,

OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT | OFN_ALLOWMULTISELECT,

"(*.bmp)|*.bmp|所有文件(*.*)|*.*||",AfxGetMainWnd());

if(dlg.DoModal()!=IDOK) return ;

if(hwnd[2]!=NULL) hwnd[2]=NULL;

if(hSrcDC[2]!=NULL) hSrcDC[2]=NULL;

if(hDesDC[2]!=NULL) hDesDC[2]=NULL;

hwnd[2] = GetDlgItem(IDC_STATIC2);

hDesDC[2] = hwnd[2]->GetDC()->m_hDC;

hSrcDC[2] = CreateCompatibleDC(hDesDC[2]);

CString file; file=dlg.GetPathName();

POSITION pos = dlg.GetStartPosition();

file = dlg.GetNextPathName(pos);

Embed2Data( file);

hBitmap[2]=(HBITMAP)LoadImage(AfxGetInstanceHandle(),file,IMAGE_BITMAP,0,0 ,LR_LOADFROMFILE|LR_CREATEDIBSECTION);

GetObject(hBitmap[2], sizeof BITMAP, &bm[2]);

SelectObject(hSrcDC[2], hBitmap[2]);

hwnd[2]->GetClientRect(&rect[2]);

::SetStretchBltMode(hDesDC[2],COLORONCOLOR);

::StretchBlt(hDesDC[2], rect[2].left, rect[2].top, rect[2].right, rect[2].bottom, hSrcDC[2], 0, 0, bm[2].bmWidth, bm[2].bmHeight,+SRCCOPY);

show[2]=TRUE;

SetTimer(NULL,50,0);

}

运行结果如下图：

五、实验遇到问题及解决方法

实验中，由于对加载DLL以及DCT系数有较浅的认识，所以实验起来有些麻烦，特别是编写、整合源程序的过程。由于下载的VC++ 6.0一些功能问题，所以实验迟迟不能得到更好的解决。

通过本次实验，我对数字水印的实现原理有了基本的了解，通过演示程序对数字水印有了一定的认识，虽然水印嵌入和检测代码的编写工作完成的不是太好，但尽了最大的努力。

实验中，一方面不是太喜欢或擅长使用VC++ 6.0，由于VC++6.0不仅出现Bug，就是出现各种异常，也给实验带来了一定的阻碍。另一方面，自己对基础理论知识的研究还不是太深刻，尽管这样，这次实验还是积累了不少东西。