信息隱藏技術概述

【摘要】：計算機互聯網的飛速發展使得各個行業的效率得到提高，但網絡發展作為一把雙刃劍，如何有效保護網絡作品、信息等，這就涉及到信息隱藏技術的開發和應用。作為保護知識產權的重要途徑，信息隱藏將秘密信息隱匿于普通信息中，使信息更加安全。本文從信息隱藏技術的基本理論出發，探討了信息隱藏的基本方式以及信息隱藏技術的實際應用。

【關鍵詞】：信息隱藏；信息安全；應用

隨著Internet的日益普及，多媒體信息的交流已經達到了前所未有的深度和廣度。如今人們可以通過Internet發布自己的作品、重要信息和進行網上貿易等，但是隨之出現的問題也十分嚴重：如作品侵權更加容易，篡改也更加方便。因此如何既充分利用Internet的便利，又能有效地保護知識產權，已經收到人們的高度重視。一門新興交叉學科——信息隱藏學誕生了。如今信息隱藏學作為隱蔽通信和知識產權保護等的主要手段，正得到廣泛的研究與應用。所謂信息隱藏就是將秘密信息隱藏到一般的非秘密的數字媒體文件（如圖像、聲音、文檔文件）中，從而不讓對手發覺的一種方法。

1 信息隱藏的概念

信息隱藏是把一個有意義的信息隱藏在另一個稱為載體C（Cover）的信息中得到隱蔽載體S（Stego Cover），非法者不知道這個普通信息中是否隱藏了其他的信息，而且即使知道也難以提取或去除隱藏的信息。所用的載體可以是文字、圖像、聲音及視頻等。為增加攻擊的難度，也可以把加密與信息隱藏技術結合起來，即先對消息M加密得到密文消息M'，再把M'隱藏到載體C中。這樣攻擊者想要獲得信息，就首先要檢測到消息的存在，并指導如何從隱蔽的載體S中提取M'及如何對M'解密以恢復消息M。

信息隱蔽不同于傳統的密碼學技術。密碼學技術主要是研究如何將機密信息進行特殊的編碼，以形成不可識別的密文進行傳遞；而信息隱藏則主要研究如何將某一機密信息隱蔽于另一公開的信息中，然后通過公開信息的傳輸來傳遞機密信息。對加密通信而言，監測者或非法攔截者可通過截取密文，并對其進行破譯，或將密文進行破壞后再發送，從而影響機密信息的安全；但對于信息隱藏而言，監測者或非法攔截者則難以從公開信息中判斷機密信息是否存在，難以截獲機密信息，從而能保證機密信息的安全。多媒體技術的廣泛應用，為信息隱藏技術提供了更加廣闊的領域。

2 信息隱藏的分類

信息內容的隱藏按照不同的方法、不同的措施可以進行嚴格的分類，其具體可以分為文本信息隱藏技術、圖像信息隱藏技術、音頻信息隱藏技術以及視頻信息隱藏技術等。

2.1 文本載體隱藏

近些年來，文本信息隱藏技術的應用越來越深入，也受到社會各界人士的重視和關注。在這種基本處理工作中，隱藏技術是通過對一些需要加密的文件進行加密，然后根據其格式、內容以及型號的要求進行調整，調整的方法是按照加密文件的加密等級和重要性來決定的，這種方法的應用有效保證了加密文件的安全性和可靠性，為加密技術的應用提供了扎實、科學的理論指導。

2.2 圖像載體隱藏

圖像加密技術的應用是一個綜合性、全方位和智能化的工作，其在應用的過程中數據、圖像以及參數都需要進行更替和修改，以此來遮掩圖像中具體表述的內容，讓信息竊取者即便竊取信息，也無法有效的進行處理，從而給工作開展提供了保證，確保了信息的安全性。

2.3 音頻載體隱藏

音頻信息隱藏技術的應用主要包含了語音通信技術，這種技術是根據人們耳朵能夠聽到的聲音強度來進行加密和隱藏的。一般情況下，正常人的聽力范圍主要在2kHz—18kHz之間，聽到的分貝強度是-5分貝到130分貝之間 一旦超過了這個階段，那么人們的耳朵必然無法聽到其中聲音。因此在加密時候可以按照這一原理來進行隱藏和處理。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。

2.4 視頻載體隱藏

視頻的信息隱藏原理和圖像信息隱藏較為相似，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。

2.5 超文本載體隱藏

通信超文本信息隱藏同文本隱藏相比有相似的部分，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。超文本信息隱藏的特殊之處在于，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。

2.6 網絡層載體隱藏和圖形載體隱藏

網絡層的信息隱藏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：圖形信息隱藏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。

3 信息隱藏的技術方法

3.1 替換技術

人的感官系統對于一些細小的變化比較敏感，因此替換技術的核心就在于改變這些被保護文件中秘密的細節部分，并不被非法用戶注意。這種形式并不會影響被保護信息的性質，而且可以對保護信息進行編碼程序，當前應用比較廣泛的替換技術報刊最低比例的替換技術、隨機的替換技術、特定區域替換技術等等。

3.2 變換技術

絕大多數的信息隱藏技術都是通過正交變化域來實現的，由此可見變換技術核心是通過擴頻技術和密碼學原理，將被保護的信息嵌入到普通信息的變換域中，同時利用算法來進行信息的提取，轉換為隱蔽的形式。這種變換技術充分利用了人體感官對于空間頻率差異的敏感程度，進而改變被保護信息的性質，確保信息不被察覺。

3.3 擴頻技術

被保護信息在進行隱蔽的過程中，有可能會導致信息的破壞，甚至信息的消除，因此為了保護信息的原始特征，可以利用重復編碼的形式來進行擴頻。在被保護的信息中插入一個參數，確保信息在處理后仍然可以進行擴頻，通常選擇高速率的隨機碼進行發送，而且這種信息數據自身的信號也可以完成擴展。

4 信息隱藏技術的應用領域

4.1 數據保密

在Internet上傳輸的一些秘密數據要防止非授權用戶截取并使用，這是網絡安全的一個重要內容。隨著經濟的全球化，這一點不僅將涉及到政治、軍事、還將涉及商業、金融和個人隱私等。而我們可以通過使用信息隱藏技術來保護必須在網上交流的信息，如電子商務中的敏感數據、談判雙方的秘密協議及合同、網上銀行交易中的敏感信息、重要文件的數字簽名和個人隱私等，這樣就不會引起好事者的興趣，從而保護了這些數據。另外，還可以對一些不愿意為別人所知的內容使用信息隱藏的方式進行隱蔽存儲，使得只有掌握識別軟件的人才能讀出這些內容。

4.2 數據的不可抵賴性

在網上交易中，交易雙方的任何一方不能抵賴自己曾經做出的行為，也不能否認曾將接收到對方的信息，這時交易系統中的一個重要環節。這可以使用信息隱藏技術中的水印技術，在交易體系中的任何一方發送或接收信息時，將各自的特征標記以水印的形式加入到傳遞的信息中，這種水印是不能被去除的，以此達到確認其行為的目的。

4.3 數字作品的版權保護

版權保護是信息隱藏技術中的水印技術所試圖解決的一個重要問題。隨著數字服務于越來越多，如數字圖書館、數字圖書出版、數字電視、數字新聞等，這些服務提供的都是數字作品，數字作品具有易修改、易復制的特點，在今天已經成為迫切需要解決的實際問題。不解決好這個問題，將極大地損害服務提供商的利益，阻礙先進技術的推廣和發展。數字水印技術可以成為解決此難題的一種方案：服務提供商在向客戶發放作品的同時，將雙方的信息代碼以水印的形式隱藏在作品中，這種水印理論上講是不能被破壞的。當發現數字作品在非法傳播時，可以通過提取出的水印代碼追查非法傳播者。

4.4 防偽

商務活動中的各種票據的防偽也使信息隱藏技術有用武之地。在數字票據中隱藏的水印經過打印后仍然存在，可以通過再掃描回數字形式，提取防偽水印，已證實票據的真實性。

4.5 數據的完整性

對于數據完整性的驗證要確認在網上傳輸或存儲過程中并沒有被篡改。通過使用脆弱水印技術保護的媒體一旦被篡改就會破壞水印，從未使數據的完整性很容易被識別。

結束語

信息隱藏技術方式多樣，應用靈活，在未來的信息保護中將會得到廣泛應用。信息隱藏技術作為一把雙刃劍，在應用方面也要利用特征優勢，更好地為當下的信息傳輸做貢獻。

參考文獻：

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[3]牛鵬飛.信息隱藏技術在隱秘通信中的應用研究.北京化工大學.2011年5月