一種基于隱寫術的機密文檔泄露追蹤方案

王洪君　尚大龍

摘 要

本文擬對企業內部網絡的機密文檔泄露問題，采用隱寫術嵌入泄漏源秘密信息方法，并結合其他有效手段予以必要防范及信息采集，最終達到預防及追蹤機密文檔泄露者的效果。通過此方案的實行，可以有效預防及震懾泄密者，使之不敢泄密。對提出的方案進行實驗，結果證明了所給方法的有效性。

【關鍵詞】隱寫術 泄密追蹤 JPHS

隨著信息技術的全面普及，企業內部也全部實現電子辦公。但是，電子辦公在為辦公自動化帶來方便的同時，隨之而來的安全問題也愈發凸顯，尤其是在需要保密的企業內網環境中。本文提出一種隱寫術嵌入方案，可以有效地追蹤機密文檔泄密源，以預防機密文件被人竊取后而無法追蹤的難題。

隱寫術是將一些秘密信息直接嵌入至載體中而不影響原載體的使用價值，也不易被探知和再次修改，卻能被生產方識別和辨認。通過隱寫術，可以有效秘密通信，及版權保護、信息源追蹤等。如此一來，一旦追蹤到泄密者，可進行法律制裁，從而對其形成威懾，使其不敢就范。

得益于電子文檔具有傳輸的便捷性，使得一人編寫，多人收益。但同時，也造成了保密難的問題。如直接對文檔進行加密，則泄密者會采取拍照打印等方式對文檔內容進行搜集，文檔依然會泄密。如對文檔限制下載，泄密者仍然會采取相同或類似方式進行泄密。再者，一味的對機密文檔進行被動防范，泄密者必定會想盡辦法對其竊取，而非罷手。顯然，對文檔進行簡單直接的處理是不合理的。本文從另一角度出發來著手這一問題，即將機密文檔存放在服務器，待泄密者使用一定密級的賬號登陸進行下載，服務器則提取該賬號信息及登錄客戶端硬件信息進行存檔，并將存檔信息進行指紋提??；隨后將該指紋嵌入至該賬號欲下載的文檔中；最后將該文檔傳輸給欲下載的賬號。如此一來，只要出現文檔泄露，便提取事先嵌入的指紋，再與之前存檔的指紋機對應源信息進行比對，最終必然可以追蹤到泄密者。

1 相關工作

針對不同載體，都有著不同種類的隱寫術。圖像隱寫術分為兩類：空間域隱寫和變換域隱寫算法；其中，空間域隱寫算法分為：LSB隱寫算法，BPCS隱寫算法及PVD隱寫算法等；變換域隱寫算法主要有：JSteg算法、F5算法及OutGuess算法等。

本文采用了基于DCT的隱寫算法JPHS對DOCX文檔中的圖像文件進行秘密信息嵌入。該算法采用了Blowfish算法對嵌入的秘密信息進行加密，所能達到的嵌入率在5%左右，其實現簡單，且主要針對流行的jpeg文件進行隱寫，因此很適合封裝成服務器端的程序子集。

2 方案設計及基本流程

本文針對企業內部網絡的機密文檔泄密追蹤，對于其他情形依然有效。

常見的文檔格式有DOCX，PDF，XLSX，PPTX等，這些文件都是有一定格式的。不同的文檔格式，可以有不同方式的嵌入方法，本文以DOCX格式文件為例。DOCX是Office Open XML Document的一種擴展名，這種文件格式是Microsoft開發的一種以XML為基礎并以ZIP格式壓縮的電子文件規范并成為了ECMA規范的一部分。該標準支持文件、表格、備忘錄、幻燈片等文件格式。由于DOCX格式本質上是一個壓縮包，那么完全可以按照壓縮文件采用7z等開源程序進行處理，即解壓DOCX文件，對內部文件進行改寫，并重新壓縮，再上傳至服務器，最后傳輸給客戶端。

由于文本隱寫術過于復雜不易實現，而音頻隱寫術適用范圍有限，本文采用圖像隱寫術進行嵌入，即對文檔中的圖像進行隱寫嵌入。由于是企業內部機密文檔，因此，可以將公司LOGO、“機密文檔”等字樣轉化為圖案形式插入機密文檔內部，秘密信息則嵌入其中。

本方案采取了下面的一系列措施進行追蹤及防護。首先，應該對內網機器進行IP+MAC+端口綁定，防止泄密者盜用他人的IP和MAC進行泄密；其次，對每臺內網機器實施硬件加密+生物指紋識別，防止泄密者盜用他人電腦進行泄密；第三，當每臺機器請求在線瀏覽或下載機密文檔時，服務器會收集該機器的識別信息（CPUID，PCID，MAC等），隨后再對該機器請求瀏覽或下載的文件進行秘密信息嵌入，這樣，每臺機器看到的機密文件都有著不同秘密信息。

追蹤實現：機密文檔泄密之后，可以使用對應的提取程序對文檔提取秘密信息，再到服務器查詢存檔記錄，查得泄露賬號及使用機器，確定機密文檔泄漏源。

本方案嵌入結構模型如圖1所示。

隱寫術嵌入基本流程：

S1.客戶端請求下載秘密文檔。

S2.服務器得到客戶端請求信息，及客戶端硬件信息。

S3.服務器根據硬件信息生成哈希值，并將哈希值及客戶端信息存儲至服務器進行備份。

S4.服務器根據用戶請求信息得到其所要下載的文檔的原始數據。

S5.服務器將把S3得到的哈希值嵌入至該文檔原始數據，并打包為原文檔格式。

S6.服務器將打包好的文檔數據返回給客戶端。

本方案提取結構模型如圖2所示。

隱寫術提取基本流程：

S1.解壓文檔， 提取圖片

S2.提取圖片中的秘密信息文件

S3.與服務器端所有相關的存檔的秘密信息比對來查找對應的信息

3 實驗與分析

限于篇幅，本文僅列舉了提取出的圖片（圖3）及嵌入秘密信息后的圖片（圖4）：

嵌入的秘密信息文本內容如下：

465acf916947f4ebcf0761f500c4a443495d2486c0df1b549b5bdaa13ba7aac38dbef1526299209d11833009af50460ffac1b74cdc7a867577b31f0c3623b247

根據嵌入的秘密信息文本，最終得到客戶端硬件信息如下：

192.168.19.134

WIN-FDFESTOO5E1.DHCP HOST

Windows NT

00-0C-29-1B-6B-47

實驗結果證明方案的可行性。

4 推論

通過上述關鍵代碼及相關源文件，最終在個人電腦上成功測試，限于篇幅，不再展示。本文使用的嵌入方法可以直接對秘密信息文件進行加密，更增加了過程的安全性。由此，本方案實驗可行，在今后的研究中將重點針對文本隱寫術的隱寫嵌入。

參考文獻

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作者簡介

王洪君（1965-），男，吉林省榆樹市人。博士學歷。現為吉林師范大學計算機學院教授。主要研究方向為網絡體系結構及信息安全。

作者單位

吉林師范大學計算機學院 吉林省四平市 136000