信息隱藏技術及其應用

李成學

摘 要：隨著網絡和信息技術的迅速發展，隨著隱藏的信息技術的出現，信息安全日益受到重視。本文件介紹了隱藏的信息技術的背景、概念和特點，概述了更成熟和更常見的隱藏信息的方法，描述了隱藏的信息技術應用的關鍵領域，分析了目前隱藏的信息技術問題，并考慮了今后的發展，希望對后來研究者有參考價值。

關鍵詞：信息隱藏;技術;應用領域

一、信息隱藏技術的背景

隱藏的想法可以追溯到我國古代。隱藏是將機密信息隱藏在其他信息中的一種手段，從而確保機密信息的安全。隱形裝置可以追溯到很久以前。自現代以來，隨著網絡的迅速發展，越來越多的信息通過網絡傳輸，人們通過郵件、文件和網頁進行交流。然而，信息傳遞的速度和效率日益受到考驗。網絡病毒、特洛伊木馬、被泄露的軟件等以及非法組織竊取信息等都對信息安全構成嚴重威脅。信息傳遞的安全也至關重要，特別是在政治、軍事和商業領域，在這些領域，相互競爭的勢力之間的監視和間諜活動十分猖獗。雖然傳統加密可以在一定程度上保證信息安全，但它并沒有掩蓋其內容。為隱藏信息而產生的秘密文件往往是無序的符號或混亂和合乎邏輯的語言，這增加了追蹤者的興趣和解碼，從而增加了暴露風險。這已成為密碼中的致命弱點。

另一方面，隨著數字技術的迅速發展和互聯網使用的增加，數字媒體的使用正在進步，數字媒體為基礎的貿易正在迅速發展，紙張材料通過掃描儀等容易轉換成數字材料。與此同時，數字媒體更容易復制和傳播，大大助長了盜版行為，例如互聯網的軟件、電子書籍等，它們傳播到各地，嚴重損害了知識產權。因此，在數字媒體中保護知識產權、防止知識產品的非法復制和傳播以及確保信息安全也變得日益緊迫。由于上述等問題，信息隱藏技術油然而生。

二、信息隱藏技術的原理與特點

秘密通信技術主要用于通信，可以被描述為秘密的直接發展。所要求的信息被隱藏在傳輸信息中，傳輸信息被傳播，從而可以秘密地傳送機密信息。傳遞的電文本身具有某種意義，它可能是一種圖像或錄像帶，在傳播過程中不引起其他人注意。這樣，信息的“存在”就可能被隱藏起來，使其與一般非機密信息沒有什么不同，從而導致更隱蔽、更安全，更容易逃脫反對者的控制。另一方面，可以在機密信息中使用加密知識，然后將其納入信息，從而隱藏其內容。這樣，與加密技術相比，秘密通信技術不僅掩蓋了信息的內容，而且也掩蓋了信息的存在，使信息的轉讓更加安全。

數字水印技術主要用于保護知識產權。“數字數字水印是隱藏在數字內容上的數字混合方法，如數字音頻和視頻圖像，識別版權所有者的來源、數字內容證書、真實性、買方的識別等數字數字水印是特殊的無形符號，提供了關于數字內容的其他信息，承認并跟蹤了侵權行為”。數字水印技術可有效解決保護數字媒體版權的問題，其應用一般可分為兩類：一類用于識別和防止篡改，另一類可將具體的水印納入每一種數字媒介，通過這種媒介識別和是否被篡改。第二，追蹤，在數字媒體之前，每一份文件都可輸入不同的水印，這些水印可用作數字媒體的識別標志，在發現若干非法復制品時，可識別非法影印的來源，從而追蹤非法分銷商。

信息隱藏技術根據應用領域的不同有不同的特點，但有一些特點應該是共有的，也是信息隱藏技術常用的評價指標。主要由以下幾個方面：

隱蔽性：這是隱藏信息的基本條件。它包含兩個方面：無法理解人類感官系統。這就要求在處理了隱藏的信息之后，使承運人發生明顯的變化或退化，不影響對所載信息的理解，也不顯著改變人的感官，包括視覺和聽覺。第二是計算機等分析系統的不可逆轉性。這并不意味著隱藏的信息不能被認為在分析系統中無法探測，因此存在暴露風險。這就要求在信息前后和前后合并信息，即使進行計算機分析，油輪也應盡可能保持一致。

安全性：隱藏信息的內容應當是安全的，并且在某些加密之后加以隱藏，即使第三方發現這些信息是隱藏的，如果沒有密鑰，就無法解決。與此同時，隱藏的具體地點也應是安全的，不應因簡單的改變而受到損害。

自恢復性：這就需要在數據被毀后，在不依賴原始數據的情況下，根據剩余數據恢復隱藏的數據。傳輸、處理或更改的數據可能不可避免地遭到破壞，因此對恢復受損數據至關重要。

三、信息隱藏的基本方法

在隱藏的信息技術發展多年之后，出現了許多方法。很多研究都涉及到各種媒體和應用程序。最成熟和最常見的方法包替換方法、擴頻方法、統計隱藏法等。

1、替換方法

替換方法是用必須隱藏的信息直接替換承運人中某一無關緊要的數據。由于承運人本身的剩余性，數據上的一些小改動不會對承運人本身的身份產生重大影響，也不會對持有人的感覺產生重大影響，從而避免侵者或盜竊者的興趣，并確保信息的完整性。較低的重置方法是最常見的替換方法，即將必須隱藏在最低字節以下的信息，這只會改變一個字節的信息的1/8，而不會對承運人造成重大變化。方法雖然比較簡單，但不那么引人注目，很可能在油輪上作小改動。在許多情況下，簡單處理信息也會導致整個信息丟失，限制了信息的使用。更常見的替代方法是隨機假更換、降低圖像級別、彩色條碼、量化和震蕩。

2、擴頻方法

通過擴大頻率，必須傳遞的信息通過通過頻率放大得到更廣泛的傳播，從而實現其隱藏的目的。接收方通過某種特定的擴展頻率收到必須傳遞的真實信息。由于機密信息非常廣泛，因此很難通過公共手段檢索或銷毀這些數據。擴大進程的特點是更大的決心，而不是隱藏。

3、統計隱藏法

統計隱匿方法是根據承運人的統計特點整合信息。因此，數據譯者必須區分正在修改的部分和正在修改的部分，以便試圖解密機密信息。然而，統計隱匿法有很大的局限性，需要有合理的統計識別，以區分改動和未經修改的部分，并確定運輸工具檢驗的統計分布。簡言之，隱藏信息技術的方法很多，新技術正在開發之中。

五、結語

簡而言之，信息隱藏技術作為一門新的科學技術，前景十分廣闊，目前有很多相關的領域正在研究，并取得了一定的成果。但是我們依然要明白，他曾在很多問題，真正要投入實際工作中我們還有很多工作需要完成。

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