自吳院長上臺，計算機學(xué)院明顯加快了對學(xué)術(shù)氛圍的營造，不論是對學(xué)生競賽、學(xué)術(shù)團體的支持還是邀請知名專家學(xué)者來院講座，都有著長足的進步。這次邀請的是臺灣“密碼學(xué)之父”張真誠教授講座——借助Magic Matrix進行信息隱藏。

1.密碼學(xué)與信息隱藏的區(qū)別

• [1] 通俗地說，密碼學(xué)就是將有效的明文變?yōu)橐淮畞y碼，變成了無效信息；而信息隱藏則是一種“偽裝學(xué)”，將有效的明文轉(zhuǎn)變成了另一種有效的明文。
• [2]密碼學(xué)的三大會議
  1.crytopology
  2.Europe crytopology
  3.Asain crytopology

2.kim et al.'s Method

• [1] 給定一張魔術(shù)矩陣用于變換信息
• [2] kim的矩陣特殊之處在于：任意框定一個3*3的矩陣總能包含0-8這9個數(shù)
• [3]處理步驟：（1）假設(shè)要在一張圖片中隱藏61。（2）現(xiàn)將61轉(zhuǎn)成9進制數(shù)——67。原因是圖片中是0-8這9個數(shù)。（3）圖片其實就是一個矩陣，取開頭的相鄰的四個像素，兩個視作一組，第一組用于隱藏第一個數(shù)字，第二組用于隱藏第二個數(shù)字。（4）將上述一組視為坐標(biāo)，在魔術(shù)矩陣中找到對應(yīng)坐標(biāo)的元素。（5）若該元素就是我們要隱藏的數(shù)字，則該像素值不變；若不是我們要隱藏的數(shù)字，則以該數(shù)字為中心找到3*3的矩陣，必包含我們要找的數(shù)字，將對應(yīng)像素組更改為找到的數(shù)字子魔術(shù)矩陣中的對應(yīng)坐標(biāo)。（6）這樣就完成了一個數(shù)的隱藏。
• [4]該方法只在0~8之間改動了某些像素，在圖像上是肉眼分辨不出的，這就達到了信息隱藏的目的。

3.Zhang and Wang’s Method

• [1] 給定一張魔術(shù)矩陣用于信息
• [2]這個方法的矩陣的特殊之處在于，任意框定一個十字架，都能包含0-4這5個數(shù)字。
• [3]步驟與上面的kim類似，先把要隱藏的值轉(zhuǎn)換成5進制的。用像素組作為坐標(biāo)找魔術(shù)矩陣中對應(yīng)的像素值。與要隱藏的數(shù)字比較，如果不同就在以該像素為中心的十字架中找到與要隱藏的數(shù)字相同的數(shù)字，將其在魔術(shù)矩陣中對應(yīng)的坐標(biāo)更新像素值。
• [4]對比“kim”方法與“Zhang and Wang”方法。kim的信息隱藏量更大（小標(biāo)2的log9>log5)。而Zhang and Wang的方法隱藏后與原圖的差別更小。（kim的像素值改變在0-8，而后者改變在0-4，改變值更小）

4.sudoku（數(shù)獨方法）

張教授在日本教學(xué)時，看到日本民眾對數(shù)獨的喜愛，進而想到可以用在信息隱藏中。

數(shù)獨的特點在于滿足任意行、列、對角線都滿足1-9這九個數(shù)

• [1] 將數(shù)獨中每個元素減一，得到滿足0-8的矩陣，將其不斷復(fù)制，并拼接到一張矩陣中，視為一個魔術(shù)矩陣。
• [2]方法與上述類似，在同行、同列、同3*3矩陣上找歐氏距離最近的與要隱藏的數(shù)字相同的數(shù)字，將其坐標(biāo)更新到像素中。
• [3]拓展，張教授在外面講這個方法時，有為學(xué)者發(fā)現(xiàn)不必非得局限在上述同行、同列、同3*3矩陣中找，可以任意的找最近歐氏距離。因此發(fā)表了一篇文章…
• [4]拓展，張教授在清華大學(xué)講這個時，有位清華學(xué)生想到可以進一步用3D數(shù)獨代替方法中的二維數(shù)獨，從而發(fā)表了一篇文章…

5.Turtle Shell方法

這是張教授的兒子在大三時需要準(zhǔn)備課題設(shè)計，張教授準(zhǔn)別給他推薦課題介紹上述方法時，被兒子吐槽太麻煩——還要進行進制轉(zhuǎn)換，從而想了一晚上想到的。寫成論文

利用烏龜?shù)谋?#xff0c;抽象成六角形，與上述方法類似，總能框到0-7這8個數(shù)，其中6個頂點各一個數(shù)字，龜背內(nèi)部2個數(shù)字。

• [1]好處在于：每次能直接找到3比特，無需進制轉(zhuǎn)換（專門用來打老爸的臉hhh~)

總結(jié)

1.感受最深的是張教授的大學(xué)者風(fēng)范，真的很幸運路過時多看了一眼公告牌，才能在開始前十分鐘趕上這次講座。后面的講座也會想辦法盡量聽聽的。
2.其次，這次講座對自己的引領(lǐng)式啟發(fā)，科學(xué)研究到底該怎么做，那些方面可以改進，那些方面是存在“自然法則”的？如信息隱藏量與圖像精準(zhǔn)度之間是否真的不可調(diào)和？
3.僅就這個方向而言，或許存在著更加美麗更加精妙的圖案可以應(yīng)用到信息隱藏上，只待人們?nèi)ふ襼

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的几种有趣的Magic Matrix的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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