A Two-Phase Embedding Approach for Secure Distributed Steganography

doi:10.3390/s25051448

2025-02-27

Kamil Woźniak

Marek R. Ogiela *

Lidia Ogiela

DOI：10.3390/s25051448

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摘要

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信息隐藏技术在安全通信中扮演着关键角色，通过将信息隐藏在非可疑媒体中，但传统方法通常缺乏鲁棒性和效率。分布式信息隐藏技术涉及使用秘密共享方案将消息分割到多个容器中，虽然提供了更高的安全性，但增加了复杂性。本文提出了一种新颖的两阶段嵌入算法，缓解了这些问题，同时提升了安全性和实用性。首先，秘密消息通过Shamir的密钥分享方案进行分割，并借助由独特内部隐写密钥确定的伪随机LSB路径嵌入到不同的媒体容器中。随后，该内部密钥进一步分割并使用仅由发送方和接收方知道的共享隐写密钥进行嵌入，增加了额外的安全层。该算法有效降低了密钥管理复杂度，同时增强了对抗复杂隐写分析攻击的鲁棒性。评估指标，包括峰值信噪比（PSNR）和结构相似性指数度量（SSIM），表明即使嵌入密度高达0.95比特每像素（bpp），隐写图像仍能保持高质量。此外，使用StegoExpose和Aletheia进行的鲁棒性测试证实了该算法的隐蔽性，因为这些高级隐写分析工具均未检测到任何异常。本研究为分布式信息隐藏提供了一种安全且高效的进展，促进了在复杂通信环境中的鲁棒信息隐藏。

Keyword:

cybersecurity

distributed steganography

secret hiding

secret sharing