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数字媒体信息安全复习

（10’）下面列举出的几项技术可以分别用来解决多媒体领域中的哪些安全问题？

加密技术：保护消息的内容不被泄露（安全通信）。加密技术包括两个元素：算法和 密钥。算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一串数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进

行编码和解码的一种算法。在安全保密中，可通过适当的 密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。

数字签名：防抵赖，保证数据的完整性。数字签名（又称公钥数字签名、电子签章）是一种类似写在纸

上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术实现，用于鉴别数字信息的方法。一套数字签名通常定义两

种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。

隐写术：消息的隐秘通信。一般来说，隐写的信息看起来像一些其他的东西，例如一张购物清单，一篇文章，

一篇图画或者其他“伪装”（cover）的消息。隐写的信息通常已事先被某些传统的方法加密，然后用某种方法修改一

个“伪装文本”（covertext），使其包含被加密过的消息，形成所谓 “隐秘文本”（stegotext）。

数字水印技术：版权问题。数字水印（Digital Watermarking）技术是将一些标识信息 (即数字水印)直接嵌入数字载体当中(包括多媒体、文档、软件等 )或是间接表示(修改特定区域的结构 )，且不影响原载体的使用价值，也不

容易被探知和再次修改。但可以被生产方识别和辨认。通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。数字水印是实现版权保护的有效办法，是信息隐藏技术研究领域的重要分支

多媒体信息量大，但是网络传输能力有限。在多媒体计算机系统中，为了达到令人满意的图像、视频画面质量和听觉效果，必须解决视频、图像、音频信号数据的大容量存储和实时传输问题。解决的方法，除了提高计算机本身的性能及通信信道的带宽外，更重要的是对多媒体进行有效的压缩。多媒体数据之所以能够压缩，是因为视频、图像、声音这些媒体具有很大的压缩力。以目前常用的位图格式的图像存储方式为例，在这种形式的图像数据中，像素与像素之间无论在行方向还是在列方向都具有很大的相关性，因而整体上数据的冗余度很大；在允许

多媒体信息量大，但是网络传输能力有限。在多媒体计算机系统中，为了达到令人满意的图像、视频画

面质量和听觉效果，必须解决视频、图像、音频信号数据的大容量存储和实时传输问题。解决的方法，除了提高计

算机本身的性能及通信信道的带宽外，更重要的是对多媒体进行有效的压缩。

多媒体数据之所以能够压缩，是因

为视频、图像、声音这些媒体具有很大的压缩力。以目前常用的位图格式的图像存储方式为例，在这种形式的图像

数据中，像素与像素之间无论在行方向还是在列方向都具有很大的相关性，因而整体上数据的冗余度很大；在允许一定限度失真的前提下，能对图像数据进行很大程度的压缩。

如何在网络上保持流畅的多媒体信息传输？先压缩，再传输。

压缩的原理？

利用空间的冗余性：相邻像素之间的相关性大；

认得感官系统的不敏锐：人的感官有敏感和不敏感之分，因此通过压缩技术去除人的感官系统不敏锐的部分。比如，JPEG中颜空间转换，重采样（人眼对色度空间的敏感度不如亮度空间）、DCT变换+量化。

时间上的冗余性：例如，MPEG视频中B和P帧编码利用了相邻帧的内容的相似性。

JPEG压缩编码和解码的过程分别是？编码：

RGB到YCrCb的转换，并重采样（如4:1:1或4:2:2，图像的划分和采样的比率有关）。

DCT变化，将划分好的8*8块依次进行处理，将每个块中的信息集中的该快的左上角部分。量化，使用固定的量化表，结合用户给定的质量因子，将图像的高频部分去除。

Z字型扫描，按照Z型的顺序将二维的DCT系数转化为一维的信号值。行程编码，将量化后的DCT系数转换为编码对（Run，Level）。

哈弗曼编码，将编码对转化为比特流。解码：编码逆过程。

MPEG视频中的层次化语法结构以及三种不同类型帧的定义。层次化语法结构：

视频序列，GOP（图像组），图像（帧），切片，宏块，Z字型扫描序列。三种不同种类帧的定义：

（GOP中包含了三种类型的帧，以及帧之间的关联。）

I帧（Intra-frames）：编码与其他帧没有关联的帧。

P帧（Predicted-frames）：编码与前一个I帧或者P帧相关联的帧。

B帧（Bidirectionalinterpolatedframes）：编码与前一个I帧或P帧以及后一个P帧相关联的帧。

GOP由I帧开始的一系列帧组成。