信息隱藏技術(shù)的類別與應(yīng)用

吳天皓

摘 要：信息隱藏技術(shù)是信息安全領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)問題，是一項(xiàng)將音頻、視頻、文本、圖象嵌入信息中的一項(xiàng)技術(shù)，可以將機(jī)密的信息隱藏在大量信息中，不讓入侵者發(fā)現(xiàn)其中的機(jī)密信息，在技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展下，信息隱藏技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成熟，并衍生出了多種類型，在各個(gè)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。該文主要針對(duì)信息隱藏技術(shù)的類別與應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：信息隱藏技術(shù) 類別 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN918.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0010-02

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也得到全面壯大，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普及到了我們生活和工作的方方面面。隨之而來的網(wǎng)絡(luò)安全問題也頻發(fā)，網(wǎng)絡(luò)黑客、網(wǎng)絡(luò)病毒層出不窮。為了保護(hù)信息在網(wǎng)絡(luò)中不受到破壞，科研人員研發(fā)出了信息隱藏技術(shù)。信息隱藏技術(shù)可以將機(jī)密的信息隱藏在大量信息中，不讓入侵者發(fā)現(xiàn)其中的機(jī)密信息。該文主要對(duì)信息隱藏的基本模型、主要特征、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

1 信息隱藏技術(shù)的主要方法

信息隱藏就是將秘密信息隱藏于圖象、聲音與文本中，是一種有效的信息加密法，為加密的密文賦予了新的含義。該種秘密信息就是指一種隱藏信息，可以為多媒體圖象，也可以為載體信息和版權(quán)信息，目前，常用的信息隱藏技術(shù)有幾種：

1.1 隱寫術(shù)

隱寫術(shù)通俗地說就是信息傳遞問題，只有傳遞者和計(jì)劃內(nèi)的接受者知道，隱藏的不僅是信息的內(nèi)容還包含信息傳遞的事件。它來源于約翰尼斯·特里特米烏斯的創(chuàng)作的關(guān)于探討密碼學(xué)與隱寫術(shù)的書中。隱寫術(shù)主要在普通的信息中隱蔽性地嵌入有用信息，讓竊取信息的人很難提取有效信息手段。現(xiàn)有的隱寫術(shù)方法主要有利用高空間頻率圖像數(shù)據(jù)隱藏信息的技術(shù)、采用最低有效位方法將信息隱藏到宿主信號(hào)的技術(shù)、Patchwork技術(shù)等。

1.2 數(shù)字水印技術(shù)

此技術(shù)是在多媒體、文檔等數(shù)字載體中，直接嵌入一些標(biāo)識(shí)信息。它保證原有載體的使用價(jià)值。目前的數(shù)字水印技術(shù)主要包含空間數(shù)字水印和頻率數(shù)字水印兩種。空間水印的典型代表就是最低有效位算法，頻率數(shù)字水印的典型代表是擴(kuò)展頻譜算法。

1.3 可視密碼技術(shù)

可視密碼技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，該種技術(shù)對(duì)秘密圖像的解密只需要依靠自身視覺就可以辨別出來，而不需要復(fù)雜的密碼學(xué)計(jì)算。最開始這項(xiàng)技術(shù)只是針對(duì)于黑白圖像，隨著技術(shù)的進(jìn)步，逐漸擴(kuò)展到了基于灰度和彩色圖像的可視秘密共享方面。此外，隱寫術(shù)也可以用作數(shù)字水印，在圖像當(dāng)中秘密隱藏一條消息，使得消息的來源能夠跟蹤或者校驗(yàn)。

1.4 替換技術(shù)

替換技術(shù)就是用秘密信息比特替換將其中的秘密信息編碼進(jìn)行替換，具體的替換技術(shù)有偽隨機(jī)替換、奇偶校驗(yàn)位替換、最低比特位替換等。替換技術(shù)是在空間域進(jìn)行的一種操作，通過選擇合適的偽裝載體和適當(dāng)?shù)那度雲(yún)^(qū)域，能夠有效地嵌入秘密信息比特，同時(shí)又可以保證數(shù)據(jù)的失真度在人的視覺允許范圍內(nèi)。已經(jīng)提出的各種算法大都給出了其實(shí)現(xiàn)思想，如對(duì)于基于調(diào)色板的圖像格式，可操作其調(diào)色板來嵌入信息，也可利用它的量化值來隱藏秘密信息，因此，這一技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。

2 信息隱藏在信息安全領(lǐng)域的應(yīng)用

在信息安全領(lǐng)域，信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）數(shù)據(jù)保密：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全成為人們關(guān)注的問題。通過信息隱藏技術(shù)保證信息在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)臅r(shí)候不被非法用戶截獲使用，這是網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)重要應(yīng)用。

（2）數(shù)字知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)：隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的數(shù)字服務(wù)越來越多，這些服務(wù)內(nèi)容大多數(shù)都是數(shù)字作品，數(shù)字作品容易被修改和復(fù)制。那么數(shù)字知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題就是提供者最需要的保障。而數(shù)字水印技術(shù)就可以為用戶的數(shù)字知識(shí)產(chǎn)權(quán)提供有力的保障。

（3）數(shù)據(jù)的不可抵賴性：有一些網(wǎng)上交易需要保留交易雙方發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的信息，而且要求這些信息不能夠被人為刪除。在采用數(shù)字水印技術(shù)后，就要求收發(fā)雙方在收發(fā)信息時(shí)，將各自特征的標(biāo)記以水印的形式加入到傳遞的信息當(dāng)中，這些水印不能被去掉，滿足了網(wǎng)上交易的要求。

（4）票據(jù)防偽：電子票據(jù)是電子商務(wù)的重要組成部分，保證電子數(shù)據(jù)的真實(shí)性就是其中一個(gè)重要的內(nèi)容。水印技術(shù)，就是將水印隱藏在電子票據(jù)之中，在打印之后，水印仍然存在。再通過掃描即可得到數(shù)字形式的電子票據(jù)，提取防偽水印，從而達(dá)到辨別票據(jù)真?zhèn)蔚闹i底。

（5）票據(jù)的篡改提示：該種技術(shù)就是利用脆弱水印技術(shù)來辨別數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳輸過程中是否被篡改過。

3 信息隱藏的研究動(dòng)態(tài)與展望

（1）研究現(xiàn)狀：信息隱藏分為數(shù)字水印和數(shù)字指紋兩個(gè)方面，兩者在嵌入和提取算法中本質(zhì)是相同的，目前大部分的研究都集中在數(shù)字水印技術(shù)方面。隨著近年來IT界對(duì)混沌應(yīng)用研究的深入，研究者逐漸發(fā)現(xiàn)將混沌理論和信息隱藏算法結(jié)合起來是一種非常有效的手段。混沌理論在信息隱藏中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在直接用混沌序列作為水印信號(hào)和混沌對(duì)水印信息加密兩個(gè)方面。

（2）信息隱藏存在的不足：迄今為止，信息隱藏技術(shù)已經(jīng)得到很大的發(fā)展，但是其中還存在著諸多的問題，需要研究者進(jìn)一步的完善。如水印的不可見性是一個(gè)非常主觀的概念，沒有一個(gè)統(tǒng)一的客觀的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量；一些必要的理論和基本方法尚未得到充分研究，關(guān)于水印算法的優(yōu)劣還需要深入地研究。

（3）信息隱藏的發(fā)展方向：安全嵌入是信息隱藏的研究目標(biāo)之一，尋找出更多有效避免被攻擊的算法是主要的發(fā)展方向之一；將水印與密碼學(xué)相結(jié)合，可以有效解決信息安全的某些問題；對(duì)隱藏信息攻擊問題進(jìn)行研究，能夠有效促進(jìn)信息隱藏技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)語

互聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)形式是非常多樣的，數(shù)量繁多，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中的信息進(jìn)行隱藏是一項(xiàng)重要的技術(shù)，目前，在這一技術(shù)的研究方面已經(jīng)取得了突出的成果。但是，信息隱藏技術(shù)畢竟是一項(xiàng)跨學(xué)科技術(shù)，使用工具與提取方法的研究還需要進(jìn)一步的努力。

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