隱秘通信中信息隱藏技術的應用

【摘要】隨著科學技術的不斷發展，信息隱藏技術在不斷提高自身技術的同時還要接受來自互聯網以及電子商務、電子政務等一系列新媒體的挑戰。如何在目前信息技術泛濫且互聯網飛速發展的時代將信息隱藏技術更好地應用在隱秘通信中，是本文主要分析的問題。

【關鍵詞】隱秘通信 信息影藏技術 分類

一、信息隱藏技術的發展概況

信息隱藏技術追溯到古代，從密寫術開始，經歷了多種多樣不同的技術，但是都沒有成為一門系統的學問。1996年在英國劍橋成功召開的第一屆國際信息隱藏學術會議，標志著信息隱藏作為一種新的學科登上了歷史的舞臺。

信息隱藏是指將需要加密的秘密信息通過特定的算法嵌入到隱秘的載體文件中，并通過公開的渠道傳送出去，接收方接收到隱秘載體后通過約定的提取手段，將秘密信息提取出來。這樣的方式將秘密信息的存在性隱藏起來，使攻擊方無法知道秘密信息的傳達。信息隱藏技術主要集中在兩個方面：隱秘通信和水印技術。水印技術主要是針對一些商家的專利版權的保護和數字方面的認證等；隱秘通信主要集中在保護秘密信息的安全，以準確及時地將信息傳遞給接收方，隱秘技術的領域主要集中在文本、圖片、音頻和視頻中。

二、隱秘通信的分類

信息的隱藏按照不同的方法有不同的類別，按照載體的類型來分，可以分為文本隱秘通信、圖像隱秘通信、音頻隱秘通信、視頻隱秘通信、超文本隱秘通信、網絡層隱秘通信和圖形隱秘通信等媒體隱秘通信技術；按照信息隱藏時所使用的密鑰方式來分，可以分為有密鑰隱秘和無密鑰隱秘兩大隱秘技術；按照嵌入域的不同還可以分成時域方法和變換域方法。

2.1 按照載體分類的隱秘通信

2.1.1 文本隱秘通信

文本的隱秘通信主要是在一些需要加密的文件中，將其格式文本中的排版或者其他的特征進行調整，調整幅度根據需要加密文件的重要性來決定，這樣就能夠將文本信息通過加密的方式傳達出去。

2.1.2 圖像隱秘通信

圖像的隱秘通信主要是將圖像的部分數據或者圖像的部分描述參數進行替換或者修改，以此將圖像中人的眼睛無法感知的信息嵌入其中，圖像隱秘通信的方法主要是利用了人類普遍的視覺心理特征。

2.1.3 音頻隱秘通信

音頻隱秘通信的主要方面是語音信息的隱藏，它是根據人耳能夠聽到的聲音的頻率和強度而定的。按照正常人的聽力范圍，能夠聽到的聲音的頻率在2kHz-18kHz之間，聽到的分貝強度是-5分貝到130分貝之間。根據這個范圍，給各個專用詞下了定義，其中聽閾是指能夠被聽到的最低的聲壓，根據聽閾曲線以及其他數據表明：人耳對聲音的相應程度受到不同的聲音頻率影響，對3-5kHz頻率范圍內的聲音最為敏感，高于或者低于這個頻率范圍，人耳的聽覺的靈敏度就會大大地降低。

在語音信息隱藏中，有一個效應叫人耳掩蔽效應，它是指在兩個聲音同時存在時，且一個聲音較強，另一個聲音較弱，較弱的那個聲音不能被聽到，即被掩蔽了。其中較強的聲音被稱為掩蔽聲，較弱的聲音被稱為被掩蔽聲。舉例來說，在馬路上打電話，對方聽到的聲音有汽車呼嘯的聲音和人說話的聲音，馬路上較大的車輛聲音就是掩蔽聲，而打電話者的聲音較難被對方完全聽清楚，就是被掩蔽聲。概括來說，在數字化的音頻中嵌入秘密信息，主要是利用了人類普遍的聽覺心理。

2.1.4 視頻隱秘通信

視頻的隱秘通信原理和圖像隱秘通信較為相似，即在圖像信息中將需要隱藏的信息通過替換或者修改的方式隱藏起來，這樣就能夠將秘密信息嵌入數字化的視頻中。該種方法同樣利用了人類的視覺心理特征。

2.1.5 超文本隱秘通信

超文本隱秘通信同文本通信相比有相似的部分，即是通過對文本的結構或者排版進行調整或者修改，使得秘密信息能夠秘密地傳達出去。超文本隱秘通信的特殊之處在于，它會在文件中加入一些不會被注意的排版標記符號，比如回車鍵、波浪線等排版符號。

2.1.6 網絡層隱秘通信和圖形隱秘通信

網絡層的隱秘通信是通過網絡協議中的一些內容進行隱秘信息的傳遞的，比如網絡協議中一些沒有利用和使用的保留區域或者格式區域，就可以用作隱秘信息的傳達空間；圖形隱秘通信是通過修改圖形文件中的細部網格區域或者格式區域來實現的。

2.2 按照密鑰隱藏方式分類

2.2.1 有密鑰隱秘通信

有密鑰隱秘通信有三種隱秘方式：公鑰隱秘、對稱密鑰隱秘和非對稱密鑰隱秘。公鑰隱秘是指在秘密信息的嵌入和提取過程中都是根據公鑰體制的規定來執行，這種方式主要適用于群體性的使用者，該群體公用該密鑰，這樣方便了該群體的工作，但安全性較低；對稱密鑰隱秘是指秘密信息的嵌入者和提取者都知道該密鑰，但是除此之外的人不知道。這種方法是對應而言的，因此被稱為對稱密鑰隱秘；非對稱密鑰隱秘是指秘密信息的嵌入者和提取者所使用的密鑰不同，這就大大地增強了秘密信息的安全性。

2.2.2 無密鑰隱秘通信

無密鑰隱秘通信不能保障秘密信息的安全性，因為在使用過程中，嵌入者在將秘密信息嵌入載體時不做任何的加密處理，而且在信息嵌入過程中也沒有密鑰進行控制，因此無密鑰隱秘通信又被稱為“純隱秘術”。

2.3 按照嵌入域方法的分類

2.3.1 時域方法

時域方法是直接將有待處理的秘密信息嵌入到載體中，或者替換載體中較為冗雜的部分，它最為簡單的方法是將載體中較為冗余的部分內容，用有待隱藏的信息進行替換，這種方法比較容易實現，且其計算量較小。

2.3.2 變換域方法

變換域方法是將原始的需要隱藏的信息進行變換或運算，再將變換后的結果嵌入到已經修改過的文本信息中，并且在隱藏提取信息時還需要反復的反變換。變換域方法中對原始信息進行變化和計算的方法有離散小波變換、傅立葉變換和離散余弦變換。變換域方法相較于時域方法，其隱藏效果更加明顯，并且其魯棒性較強。

通信隱秘技術多種多樣，但是在技術使用過程中還應有其基本原則來保障該技術的安全和有效使用。

三、對隱秘通信技術的要求

對隱秘技術的一些基本的性能要求能夠保障其有效地將隱藏信息傳達出去，因此其性能的要求如下：首先，隱秘通信技術要有一定的魯棒性。其次，隱秘通信技術要求嵌入的信息量不能超過一定的范圍。再次，隱秘技術應保證隱藏信息的不可感知性。另外最重要也是最基本的是要保證密鑰或者隱秘載體的秘密性和安全性，以防止敵方或攻擊者得到該信息，造成意想不到的破壞。

通過對隱秘通信技術中信息隱藏技術的發展概況進行分析，我們能夠清晰地了解到信息隱藏技術的大致發展歷程及其工作流程；同樣通過對隱秘通信技術的分類，可以明確各種隱秘通信方式工作方法，以便提高我國隱秘通信技術的發展和進步。