時間：2022-12-09 05:07:14
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇隱藏技術，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
多媒體技術和通信技術帶來極大方便，但數字化的多媒體信息很容易受到非法訪問、篡改、復制和傳播，給人們的生產生活及生命財產帶來隱患。魔高一尺道高一丈，信息隱藏技術應運而生。
一、信息隱藏技術及其特征
信息隱藏技術利用載體數據的冗余性以及人的感官局限性，將一個特定信息隱藏在另外一個被稱為載體的信息中。信息隱藏技術融合電子工程、計算機科學、信號處理、通信、多媒體技術等多學科，是新興技術體系。信息隱藏所用載體可以是文本、圖像、音頻、視頻，甚至可以是某個信道或某套編碼體制。信息能夠隱藏在載體中，載體數據本身具有很大的冗余性，未壓縮的多媒體信息編碼效率是很低，將某些信息嵌入到該載體信息中進行秘密傳送完全可行，不會影響多媒體信息本身的傳送和使用；人的感覺器官對于所接收信息都有一定掩蔽效應，如人耳對不同頻段聲音敏感程度不同，可將信息隱藏到載體中而不被覺察。
信息隱藏技術的特征明顯：不可察覺性，嵌入信息后，要求不會引起載體發(fā)生可感知變化；不可檢測性，嵌入隱藏信息后，計算機不能發(fā)現和檢測；安全性，嵌入信息后，必須擁有相關信息才能夠提取所嵌入內容；純正性，提取操作時，即便載密文件受到損壓縮、解壓縮、濾波、轉換等擾動，也能提取隱藏信息；穩(wěn)定性，隱藏信息能“永久”存在；安全性，第三方在不知道隱藏算法和隱藏密鑰情況下，不能獲取信息相關數據。信息隱藏技術按載體分為，基于文本、圖像、音頻、視頻、超文本、網絡層、圖形等媒體的信息隱藏技術；按嵌入域分為基于空域（或時域）和變換域的隱藏技術；按嵌入策略分為替換調制、模式調制和擴頻疊加調制等技術；按提取要求分為盲隱藏技術和非盲隱藏技術；按作用分為隱蔽通信和數字水印技術；按密鑰分為無密鑰隱藏和有密鑰隱藏。
二、信息隱藏技術的研究及演進
信息安全事關個人利益，也事關國家安全、社會穩(wěn)定以及經濟發(fā)展，各國政府無不重視信息和網絡安全。密碼技術一直是保障信息安全的重要手段，但這并不能解決問題。截獲者發(fā)現網絡文件加密，往往會引起注意，并激發(fā)其破解欲望，即使不能成功破解，也能輕易攔截并破壞秘密信息，干擾通信進行。針對密碼技術的局限性，上世紀90年代國際上出現了信息隱藏技術（InformationHiding）。
現代信息隱藏研究主要集中在靜態(tài)圖像領域，目前信息隱藏所用載體已擴展到文字、圖像、聲音及視頻等領域。在全球信息化、數字化迅猛發(fā)展時代背景下，對知識產權保護、隱密通信等需求激發(fā)了對信息隱藏技術的研究熱潮。國際上研究信息隱藏的機構主要有劍橋大學、麻省理工學院、NEC美國研究所、IBM研究中心等，已提出了一些優(yōu)秀隱藏算法。我國于1999年在何德全、周仲義、蔡吉人等三位院士大力倡導下召開了第一屆信息隱藏學術研討會，我國對信息隱藏的研究也取得重要成果。目前在信息隱藏中無論是數字水印還是隱密通信，都得到越來越廣泛應用。應用領域不斷擴大，從最初靜態(tài)圖片發(fā)展到文本、音頻、視頻、電腦文件、流媒體、網頁及網絡傳輸中的數據包，甚至是無線通信領域中的語音通信和手機彩信等領域。我國對信息隱藏的研究取得了很多成果，基本與世界水平保持一致。如今信息隱藏研究已出現百花齊放、百家爭鳴局面。
三、信息隱藏技術的應用
隨著信息技術飛速發(fā)展，人類利用的信息越來越豐富，通信技術發(fā)展使人們能夠方便、快捷、靈活地使用文本、語音、圖像與視頻等多種方式通信；各種數字化信息處理技術使得網絡中傳輸任何類型的文件（如文本、圖像、音頻和視頻等）都可被數字化，極大方便了對各種信息數據壓縮、存儲、復制、處理和利用。
信息隱藏技術主要有隱寫術和數字水印。目前，信息隱藏技術的應用主要在以下方面：一是隱密通信。通過隱寫術將秘密信息嵌入在公開媒體文件中傳播消息。早期的隱密通信，接收方和發(fā)送方甚至不必交換電子郵件，直接交互文件或登錄特定計算機和賬戶。隨著網絡及通信技術發(fā)展，隱密通信所用通信方式從簡單數據文件交互到互聯(lián)網以及無線通信領域。二是版權保護。通過數字水印技術在媒體文件中嵌入特定數字標識或簽名，標識媒體文件所有權和版權信息等。三是數據完整性保護。防護篡改、完整性保護中所采用的數字水印為易損水印或脆弱水印，任何對媒體文件修改都會從隱藏數據中反映出來。四是印刷品防偽。印刷品印刷之前嵌入一定標識信息，印刷后作品可經過掃描再次輸入計算機，通過特定水印提取和鑒別方法來鑒別作品真?zhèn)巍Ｎ迨强截惪刂啤？刂泼襟w文件拷貝次數，防止大規(guī)模盜版或非法復制。
信息隱藏技術重點運用領域是移動通信領域。移動通信網絡方便快捷，在軍事和商業(yè)通信中廣泛應用。移動通信領域多媒體短信將文本、圖片、音頻、視頻等組合成多媒體消息進行發(fā)送。移動通信領域中多媒體短信以其特有的直觀性、生動性和集成性，面市以來得到廣泛關注。多媒體短信即彩信的最大特色是支持多媒體功能，可將不同的媒體，如文本、圖片、音頻、視頻等組合在一起進行發(fā)送。彩信標準并沒有對彩信所支持的文件格式給出具體限制，理論上只要在封裝打包時為彩信所包含的各媒體文件設置好適當類型參數即可；但實際上具體的彩信所支持媒體格式還是有限的，這主要與手機終端彩信軟件和MMSC支持傳送媒體格式有關。隨著3G普及以及手機終端行業(yè)發(fā)展，彩信所支持的媒體文件格式將更豐富多樣，為信息隱藏技術在彩信中的應用提供了更為廣闊的空間。
【參考文獻】
［1］劉宏.信息隱藏技術在遙感影像中的應用.信息工程大學碩士學位論文，2008.
電子信息隱藏技術是近些年來在多媒體技術和互聯(lián)網推動下發(fā)展起來的一種信息安全技術。這種技術具備明顯的優(yōu)勢，因而被廣泛的應用。本文從電子信息隱藏技術的概述出發(fā)，分析了電子信息隱藏技術特征，并就電子信息隱藏技術的應用進行了討論，希望能為相關者提供幫助，使他們能夠深入研究電子信息隱藏技術，提高電子信息隱藏技術的應用水平。
關鍵詞：
電子信息；隱藏技術
在利用互聯(lián)網傳送數據、文件的時候，極有可能會出現數據、文件被攻擊、竊取等問題，尤其那些關于國家安全、經濟發(fā)展、個人隱私的資料，一旦被非法分子獲取，極有可能會影響國家的經濟以及個人的安危。為了有效的解決這些問題，人們引入了網絡加密技術。但是加密技術將文件、數據變成了亂碼，更易激發(fā)某些人“挑戰(zhàn)權威”的欲望。為了解決新問題，人們又引進了信息隱藏技術，將機密文件“偽裝”成普通文件，這樣就能有效的混淆人們的視聽，提升網絡傳輸的安全性。
一、電子信息隱藏技術
電子信息隱藏與信息偽裝是同一個概念，都是利用有效手段將機密信息隱藏于另一個非機密信息之中，用以混淆“有心人”視聽的一種電子信息技術。隱藏技術的載體類型非常的多樣，可以是圖像、聲音、視頻還可以是文檔，因此，不易被一般人辨識，即便某些人發(fā)現了隱藏信息，也難以提取信息，這就使得機密的信息、文件得以安全傳輸。因傳統(tǒng)的加密技術思想和方法具備優(yōu)勢，所以現階段人們所使用的信息隱藏技術是在有所保留的同時進行了改進。按照處理對象的不同信息隱藏技術可以被分為數字水印技術、疊像技術以及替聲技術等。其中，疊像技術是一種將信息隱藏在載體中進行安全傳輸的技術。數字水印技術可以在開放的網絡環(huán)境下保護版權，可以識別與版權相關各方的信息，并將這些信息轉化成“隱藏信息”嵌入圖像、音頻、視頻等，以實現確認所有權和信息跟蹤目標。替聲技術按照聲音包含的內容進行分類，可以通過處理聲音信息，改變原聲的對象、內容等隱藏真正的聲音信息。
二、電子信息隱藏技術的特征分析
與傳統(tǒng)的信息相比，安全技術電子信息隱藏技術具備六個明顯的特征優(yōu)勢：第一，安全性。能夠有效的抗擊強攻擊能力，即便是遭受了一定的人為攻擊，隱藏信息也可以最大限度的保存，而不受破壞。第二，隱蔽性。因為電子信息隱藏技術將需要傳遞的信息、資料隱藏于普通載體之中，信息對象的外部特征得以偽裝，也更難以被不法分子察覺、阻攔。第三，不可測性。因為隱蔽載體與原始載體存在某些潛在的、不容人輕易窺見的關聯(lián)性，即使被人攔截，想要正確的提取，卻也存在較大的困難。即便是能夠提取，也需要消耗大量的時間，這也就為信息、資料擁有者采取有效措施提供了時間。第四，不可見性。電子信息隱藏技術利用人類視聽覺屬藏處理資料、信息，目標資料的內容、質量并沒有改變，但卻無法被人為的看見或是聽見。第五，不可變性。即便是隱藏載體發(fā)生變化，比較常見的變化類型包括諸如增強、濾波、有損壓縮、重采樣等一系列傳輸過程中的載體信號處理，諸如旋轉、平移、分割、縮放等一般的幾何變換以及惡意攻擊等，目標文件所包含的信息也不會丟失。第六，自恢復性。雖然電子信息隱藏技術具備不可變性，但是這種性質并不能保證信息百分之百的絕對的“不可變”，因此，自恢復性有效的解決了操作損毀、變換文件的問題，只要損毀的標文件還殘留部分的數據，即使沒有宿主信號，也可以采取有效的措施，對目標文件進行恢復。
三、電子信息隱藏技術的應用狀況
（一）數據保密方面的應用互聯(lián)網的使用方便了人們的生活、學習，人們利用互聯(lián)網進行資料、數據的傳輸。然而，隨著互聯(lián)網技術的普及，很多不法之徒也將目光轉向了互聯(lián)網方向，非授權用戶利用不法手段截獲、使用相關資料，導致網絡不安全問題發(fā)生，嚴重的損害信息、資料所有者的權益。現階段，經濟全球化發(fā)展迅猛，互聯(lián)網傳輸資料所涉及的面也更加的廣泛，政治、軍事、商業(yè)、金融、個人隱私等的泄漏將會帶來的不良結果，誰也無法妄下斷言。因此，信息隱藏是及其重要且必要的。信息隱藏技術可以保護網上信息交流的安全系，還可以滿足一些人隱藏存儲私人的、“不愿為外人道”的個人隱私。
（二）數據完整性鑒定方面的應用現階段最常使用的信息隱藏技術包括數字水印技術、疊像技術以及替聲技術，通過分析這三種技術的實際應用情況，不難發(fā)現數字水印技術存在缺陷，一旦保護媒體被篡改，數字水印技術所隱藏的目標文件將會被破壞、暴露，進而被不法之徒識別。數字水印技術的使用在數字票據中比較常見。由于隱藏的水印經打印后仍可保留，因此在鑒別數字票據真?zhèn)蔚臅r候，可以利用再掃描的方法使水印變?yōu)閿底中问剑崛》纻嗡 祿暾澡b定包括鑒定信號真?zhèn)巍㈣b定信號的完整性、指出信號差別以及資料傳輸過程有無發(fā)生篡改、丟失等情況。數據完整性鑒定可以準確的鑒定獲知信號的真實性，大幅度的降低虛假、錯誤信息的使用。在具體應用的時候主要包括如下兩個步驟：首先，利用數據庫管理系統(tǒng)保證數據完整、準確的輸入和儲存。其次，充分考慮實際情況，選擇最合適的數據校驗方式對傳輸數據進行校驗檢查。
四、結束語
綜上所述，信息隱藏技術具備難以估量的應用價值以及廣闊的應用前景。但是作為一種有效的新型信息安全技術，信息隱藏技術的體系以及技術等都還有待加強。相關人士應充分的認識現階段的信息隱藏技術的優(yōu)勢與劣勢，深入的研究信息隱藏技術，進而使信息隱藏技術更好的發(fā)揮作用。
參考文獻:
[1]陳素霞，陳亞鋒．淺談信息隱藏技術及其應用[J]．沿海企業(yè)與科技，2010（03）．
[2]韓敏，董俊磊．淺談信息隱藏技術的理論及應用[J]．黑龍江科技信息，2010（06）．
關鍵詞：信息隱藏；信息安全；應用
中圖分類號：TN918.6
當今社會已經進入到了一體化的網絡時代，網絡成為最重要的傳媒手段，各種信息都通過網絡進行傳播，包括個人信息、軍事信息、私密信息等，如何在這種開放的環(huán)境中，最大程度保證信息的安全，是當下網絡技術的熱點話題。但是隨著信息技術的發(fā)展，計算機處理信息的能力也有所增強，傳統(tǒng)的秘鑰不再能保證信息的絕對安全，因此數據的隱藏技術成為了熱點，也是保護信息的重要手段。
1 信息隱藏技術概述
1.1 信息隱藏技術基本內涵。信息隱藏技術主要是將秘密信息隱藏在普通的文件中，并通過數字化的信號進行處理，這樣通過對于用戶的視覺冗余來進行隱藏，最大程度保證信息的安全性。隱藏后的信息會使媒體的搜索目標變小，甚至無法發(fā)現，這樣秘密的信息和文件便可以通過這種形式來保護信息。信息隱藏技術目前應用比較廣廣泛，主要包括以下內容。首先是隱藏術，主要內容是進行秘密形式的通信，并且將信息藏匿與其他的普通信息中，信息隱藏主要是以第三方信息保護的形式，便于將信息傳輸到目的客戶端。第二是數字水印，可以是作者的序列號、公司的標識等，主要是能證明被保護的信息或者文件可以被證明以及查詢侵權的一種途徑。第三是數據嵌入。在不同形式的信息中，技術模式吸取了隱藏術與水印的優(yōu)勢，并通過嵌入的方式對于秘密信息進行保護。第四是指紋與標簽，是水印的一種特殊用途，水印的每個特定的信息可以進行信息的拷貝。
1.2 信息隱藏技術的特點。信息隱藏技術與傳統(tǒng)的信息加密不同，基本目的并不是限制文件資料的提取與保存，而是將數據信息隱藏最小化。除此之外，信息隱藏技術還要充分考慮到信息在通過多種程序處理之后，仍然具備可以運行操作的性質，不會被破壞基礎屬性，因此信息隱藏技術需要具備以下特點。
（1）隱蔽性。信息隱藏的首要特性便是隱蔽性，主要指的是信息在嵌入之后，最大程度避免信息質量的改變，同時也能掩飾信息的基本特征，在傳輸過程中不會引起察覺，在視覺方面可以很好保護信息不被發(fā)現，保證原始信息的一致性。例如擁有相同的統(tǒng)計分布，這樣變會混淆攔截者的信息判斷能力，保證信息的安全；（2）安全性。隱藏技術需要具備較強的安全性能，可以有效避免黑客的侵襲與共計，最大程度保護隱藏信息的安全；（3）恢復性。被保護的信息會經過多重程序進行處理與改變，因此特性上會發(fā)生一定改變，如果原始信息受到了破壞，那么隱藏技術需要通過保存下來的信息來恢復原來的文件，這樣保證傳輸的信息準確性。
2 信息隱藏的技術方法
2.1 替換技術。人的感官系統(tǒng)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(jié)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，而且可以對于被保護信息進行編碼程序，當前應用比較廣泛的替換技術包括最低比例的一換技術、隨機的替換技術、特定區(qū)域替換技術等等。
2.2 變換技術。絕大多數的信息隱藏技術都是通過正交變換域來實現的，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。
2.3 擴頻技術。被保護信息在進行隱藏的過程中，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性，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來進行發(fā)送，而且這種信息數據自身的信號也可以完成擴展。
3 信息隱藏技術的應用
3.1 數字水印技術的應用。數字水印技術是信息隱藏技術最重要的一種形式，主要是通過在多媒體中插入不可感知的信息，因而實現對于信息的保護以及對于操作的記錄、跟蹤。
（1）版權保護。在數字水印技術的應用中，版權保護是最重要的內容，主要是將重要的版權信息嵌入到圖像、音頻、文本中，目的是進行區(qū)分、標識以及解釋版權。在一些逐步實現數字化的行業(yè)，例如數字圖書館、數字新聞等，很多信息容易受到篡改，知識產權保護能力比較差，因此通過信息隱藏技術中的水印技術，既可以最大程度保持作品的原始性，又難以被非法用戶進行篡改，通過特殊標識的嵌入，可以是數字、文字、圖標，與原始文件的結合，不會嚴重破壞數據的功能，還能具備一定的商用價值。這種水印通常情況下是不可見的，特別是在涉及知識產權糾紛中，可以通過特定秘鑰提取出水印，進而實現保護自主知識產權的目的；（2）指紋識別。通過數字水印技術可以在文件中標注出授權的單位以及特殊名稱，通過文件的原始性保證在特殊處理之后以及用戶的接受、存儲之后，文件特性不會發(fā)生改變。因此如果在被保護文件通過隱藏技術傳輸之后，便可以標注的信息追蹤到文件的相關責任人，這樣對于調查、規(guī)則也有據可循。這種指紋識別的技術實質是一種跟蹤功能，特別是在數字產品的應用中，版權人可以將不同用戶的序列號進行處理，嵌入到這些合法的拷貝中，這樣在出售合法的拷貝的時候，可以與嵌入的信息相對照，如果是非法的、未經授權的拷貝產品，版權人便可以通過指紋來追蹤，進而找尋到泄密者。
3.2 隱藏通信技術的應用。隱藏通信技術主要是將被保護的秘密的信息、文件隱匿于某些普通的公開文件中，進而保證在傳輸過程中秘密信息的安全性。以隱藏載體形式的不同，可以劃分為文本的隱藏、語音的隱藏和視頻的隱藏等。在實踐中主要應用于數據的保密，例如在電子商務中時常會涉及到一些重要的信息，如商業(yè)機密、秘密協(xié)議、金融交易等，這些重要的數據信息一旦泄露可能會為個人或者企業(yè)帶來損失，因此防止非法用戶中途攔截這些數據，便可以采用隱藏通信技術，將信息以隱藏的形式進行傳輸，有效避免非法用戶的攔截，最大程度保證信息安全。
4 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，但是這種技術手段目前還在發(fā)展階段，在理論體系方面還在不斷趨于成熟與完善，特別是在現實應用中還有待于進一步優(yōu)化，存在的問題亟待解決。例如數字水印模型的構建、抗攻擊性的提升等等，在算法上也在逐步完善。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(yōu)勢，更好地為當下的信息傳輸做貢獻。
參考文獻：
[1]戴躍偉.信息隱藏技術的理論及應用研究[D].南京理工大學，2012.
[2]劉潔.信息隱藏技術及應用[J].現代情報，2011.
[3]尹蘭.基于文本的信息隱藏技術的研究[D].貴州大學，2007.
[4]高真.密文圖像中的可逆信息隱藏算法研究[D].重慶大學，2013.
[5]特列克別克?米沙.一種新的信息隱藏算法的設計研究[D].電子科技大學，2013.
[6]韓敏，董俊磊.淺談信息隱藏技術的理論及應用[J].黑龍江科技信息，2009（05）.
關鍵詞：信息隱藏；BMP圖像； Delphi 2005
中圖分類號：TP391文獻標識碼：B文章編號：1009-3044(2007)16-31041-02
Development of Windows File Concealment Software Based on Information Concealment Technology
YUE Jun-mei
(Taiyuan Polytechnic Institute Yangquan, Yangquan 045000, China)
Abstract:The text introduce a simple method f of hiding file to BMP image.The size of BMP image file is not changed and the BMP image data is changed by 1/256 on color,which is not touched by eyes.The file concealment software which is developed on Delphi 2005 proves the feasibility and the validity of this method.
Key words:Information Concealment;BMP image;Delphi 2005
1 引言
如今，人們的生活與計算機已經息息相關了。我們存放在電腦內的諸多資料總是希望不為人知，利用加密軟件是一招，但那樣容易引起別人的注意；利用位圖實現信息隱藏也是可用的一招，該方法信息隱藏率高，又無需占用任何資源。它充分利用24位BMP文件的冗余空間，把一批文件插入到這類文件中去，而不破壞原文件的結構和顯示效果。這樣，就可以將多個秘密文件保存于一個24位的BMP文件中，保存后的圖像與原始圖像相比，在人的視覺上沒有什么區(qū)別。
2 BMP隱藏文件的原理
2.1 BMP圖像的文件格式
BMP圖像文件是位圖文件，位圖表示的是將一幅圖像分割成柵格，柵格的每一點稱為像素，每一個像素具有自已的RG值，即一幅圖像是由一系列像素點構成的點陣。BMP文件由文件頭、位圖信息頭、顏色信息和圖像數據四部分組成。文件頭由54個字節(jié)的數據段組成，其中包含有該位圖文件的類型、大小、圖像尺寸及打印格式等； 從第55個字節(jié)開始，是該文件的圖像數據部分，數據的排列順序以圖像的左下角為起點，每連續(xù)3個字節(jié)便描述圖像一個像素點的顏色信息，這三個字節(jié)分別代表藍、綠、紅三基色在此像素中的亮度。
2.2 BMP實現原理
一幅24位BMP圖像，由54字節(jié)的文件頭和圖像數據部分組成，其中文件頭不能隱藏信息，從第55字節(jié)以后為圖像數據部分，可以隱藏信息。圖像數據部分是由一系列的8位二進制數所組成，由于每個8位二進制數中“1”的個數或者為奇數或者為偶數，約定：若一個字節(jié)中“1”的個數為奇數，則稱該字節(jié)為奇性字節(jié)，用“1”表示；若一個字節(jié)中“1”的個數為偶數，則稱該字節(jié)為偶性字節(jié)，用“0”表示。用每個字節(jié)的奇偶性來表示隱藏的信息。將信息嵌入BMP文件的步驟為：
(1)將待隱藏信息轉化為二進制數據碼流；
(2)將BMP文件圖像數據部分的每個字節(jié)的奇偶性與上述二進制數碼流進行比較；
(3)通過調整字節(jié)最低位的“0”或“1”，改變字節(jié)的奇偶性，使之與上述二進制數據流一致，即將信息嵌入到24位BMP圖像中。
由于原始24位BMP圖像文件隱藏信息后，其字節(jié)數值最多變化1（因為是在字節(jié)的最低位加“1”或減“1”），該字節(jié)代表的顏色濃度最多只變化了1/256，所以，已隱藏信息的BMP圖像與未隱藏信息的BMP圖像，用肉眼是看不出差別的； 使用這種方法，一個大小為32 k的24位BMP圖像文件，可以隱藏約32 k/8=4 k的信息（忽略文件頭不能隱藏數據的54個字節(jié)），該方法具有較高的信息隱藏率
2.3 信息的提取
信息提取是把隱藏的信息從偽裝BMP中讀取出來，其過程和步驟正好與信息嵌入相反：
(1)判斷BMP文件圖像數據部分每個字節(jié)的奇偶性，若字節(jié)中“1”的個數為偶數，則輸出“0”；若字節(jié)中“1”的個數為奇數，則輸出“1”；
(2)每判斷8個字節(jié)，便將輸出的8位數組成一個二進制數（先輸出的為高位）；
(3)經過上述處理，得到一系列8位二進制數，便是隱藏信息的代碼，將代碼轉換成文本，或圖像，或聲音，就是隱藏的信息。
3 文件隱藏大師的實現
文件隱藏大師的主要功能是可以快速隱藏本地硬盤上的可執(zhí)行文件、程序源等任意文件。 所謂隱藏，就是指任何人無法通過資源瀏覽器，我的電腦，DOS方式等方法找到已隱藏的東西。
文件隱藏大師是基于Delphi 2005開發(fā)的，Delphi是全新的可視化編程環(huán)境，是基于Object Pascal語言的面向對象的開發(fā)工具，具有強大的數據存取功能。它的數據處理工具BDE(Borland Database Engine)是一個標準的中介軟件層，可以用來處理當前流行的數據格式，如xBase、Paradox等，也可以通過BDE的SQL Link直接與Sybase、SQL Server、Informix、Oracle等大型數據庫連接。
文件隱藏大師包含密碼驗證模塊、初始化模塊、添加/刪除位圖模塊、隱藏文件模塊、提取文件模塊、密碼管理模塊、選項設置模塊和關閉系統(tǒng)模塊。
3.1 文件隱藏大師模塊設計
(1)密碼驗證模塊
設置密碼驗證模塊的功能在于幫助用戶維護系統(tǒng)安全。進入本系統(tǒng)前，必須首先通過密碼驗證，如圖1所示，如果用戶沒有設置密碼，則進入系統(tǒng)時，會跳過本模塊。
圖1 密碼驗證模塊界面圖
(2)初始化模塊
設置初始化模塊的目的在于把用戶已經操作過的文件記錄顯示到文件列表中，以便于用戶的操作。當用戶經過密碼驗證后，程序會在注冊表里讀取用戶先前操作過的記錄，并將該記錄輸出到程序主界面的文件列表里，以供用戶繼續(xù)操作。
(3)添加/刪除位圖模塊
設置添加/刪除位圖模塊的目的在于把位圖路徑添加到文件列表中，以便于用戶隱藏文件，或將無用的位圖信息從文件列表中刪除。添加位圖:可以將想要作為模板的位圖加入列表，然后再把文件隱藏到其中。刪除位圖:將您覺得無用的位圖文件刪掉。
(4)隱藏文件模塊
設置隱藏文件模塊的目的在于把用戶的文件隱藏到位圖中。隱藏文件:先在列表當中選中一幅位圖，然后點擊該按鈕就可以選擇您想要隱藏的文件了。
(5)提取文件模塊
設置提取文件模塊的目的在于把用戶隱藏在位圖中的文件提取出來。提取文件:先在列表中選擇一幅已經隱藏了文件的位圖，然后點擊該按鈕選擇要保存的路徑即可。
(6)密碼管理模塊
設置密碼管理模塊的目的在于提高系統(tǒng)的安全性。
(7)選項設置模塊
可以設置在隱藏/提取文件時，系統(tǒng)對操作后的各個文件的自動處理。選項:在選項中您還可以設置隱藏文件使對原稿的處理，并且還可以為軟件設置密碼，以使其得到更好的保護。
(8)關閉系統(tǒng)模塊
設置本模塊的目的在于給用戶提供退出系統(tǒng)的功能。
3.2文件隱藏大師功能簡介
利用“文件隱藏大師”，如圖2所示，可以很輕松的在瞬間把任何文件隱藏到一幅位圖當中。
圖2 文件隱藏大師界面圖
(1)功能簡介
添加位圖：可以將你想要作為模板的位圖加入列表，然后再把文件隱藏到其中。
刪除位圖：將您覺得無用的位圖文件刪掉。
隱藏文件：先在列表當中選中一幅位圖，然后點擊該按鈕就可以選擇您想要隱藏的文件了。
提取文件：先在列表中選擇一幅已經隱藏了文件的位圖，然后點擊該按鈕選擇要保存的路徑即可。
選項：在選項中您還可以設置隱藏文件使對原稿的處理，并且還可以為軟件設置密碼，以使其得到更好的保護。
(2)軟件的詳細操作步驟
隱藏文件操作步驟：
①使用“添加位圖”按鈕，添加一幅24位色的位圖到文件列表當中；
②在文件列表中選擇一個位圖文件后，點擊“隱藏文件”按鈕，然后選擇一個你想要隱藏的文件。
提取文件操作步驟：
①在文件列表中選擇一個位圖文件后，軟件底部會顯示有關被隱藏文件的信息；
②點擊“提取文件”按鈕,選擇目錄后，就會將隱藏的文件提取到該目錄下。
4 軟件的測試
軟件開發(fā)完畢后應與系統(tǒng)中其它成分集成在一起，驗證系統(tǒng)各部件是否都能完成所賦予的任務。下面將文件隱藏大師進行測試，測試要點如表1所示：
表1 文件隱藏大師測試要點
經過上述的測試過程對軟件進行測試后，軟件基本滿足開發(fā)的要求，測試結束，軟件試運行。載入的原始位圖圖像如圖3所示，隱藏文件后的位圖圖像如圖4所示。由于該方法只對位圖顏色濃度變化了1/256，對原始圖像的數據影響不大, 所以兩幅圖像質量沒有變化。
5 結束語
文件隱藏大師可以輕松的把任意類型的文件隱藏到一幅24位色的位圖當中，從而實現隱藏文件的目的，它是目前流行的Windows 優(yōu)化管理軟件如:Windows優(yōu)化大師、超級兔子等所不具備的功能，具有一定的價值。
參考文獻：
[1]Elke Franz.Steganography preserving statistical properties[A].Lecture Notes in Computer Science 5th International Workshop on Information Hiding[C].Noordwijkerhout,The Netherlands.2002.2578.
[2]喬小燕.孫興華.楊靜宇.基于視覺冗余性的圖像信息隱藏[J].計算機應用,2006,26(1): 96-98.
[3]趙君,王乘. 圖像格式分析與圖像顯示實現[J]. 計算機與數字工程,2004,32(5).
[4]劉駿.Delphi數字圖象處理及高級應用[M].北京:科學出版社,2003.
關鍵詞隱藏技術 數字水印 版權保護
[文獻標識碼]A [文章編號] 1672-4690(2009)000-0055-03
多少年以來，人們使用鎖、圍墻、簽名、印章、賬簿和計量儀器來定義和保護自己的財產及隱私，但隨著時代的飛速變化， Internet的日益普及與網絡技術的發(fā)展，信息的交流已達到了前所未有的深度和廣度，其形式也愈加豐富。人們可以通過Internet自己的作品、重要信息和進行網上貿易等，但是隨之而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，已受到人們的高度重視。也許有人會問，如何才能做到保護知識產權，又能更好地利用Internet媒介傳遞信息，為我們所用呢？因此本文介紹的一種空間域圖像信息隱藏方法，將對保護知識產權起到基礎性的保護，該方法中首先將水印圖像各像點的位置進行隨機置亂達到加密的目的，再根據水印各像點的取值，并結合宿主圖像塊的特點，自適應地改變嵌入信息的強度，以滿足水印的不可見性，利用偽隨機序列將水印點嵌入到圖像中的位置進行隨機置亂，提高了水印的安全性以及受到剪切時的穩(wěn)健性，此算法無論是在嵌入或是提取水印時都非常簡便，可利于實時或者FPGA的實現，另外實驗也證明，該算法具有很好的水印透明性和魯棒性。
一、信息隱藏技術的概念
1、 信息隱藏概念
那什么是信息隱藏？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(fā)覺的一種方法，它是把一個有意義的信息隱藏在另一個稱為載體（Cover）的信息中得到隱蔽載體（Stego Cover）S，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。
2、 圖像的信息隱藏概念
圖像的信息隱藏技術是指在圖像中加入代表版權擁有者的某些信息（水印），以實現版權保護。加入水印后的圖像應無明顯降質現象出現，即水印具有較強的不可見性；同時也應具有魯棒性，即經過各種惡意或無惡意的信號處理后，水印仍能被完整、準確的鑒定出來。
二、水印的嵌入方法描述
1、二值水印圖像的隨機置亂
將二值圖像作為水印，設其像點為為Mm×Nm。為了提高水印的安全性，首先對原始二值水印圖像進行隨機排列，即隨機置亂。過程如下：
1.1將大小為Mm×Nm的二值圖像表示成向量形式。
1.2由密鑰key1控制產生一個長度為Mm×Nm的隨機序列，序列的元素是1～Mm×Nm之間隨機排列的整數。
1.3以隨機序列的元素為序號，重排水印序列的元素的次序，實現水印的置亂。
2、宿主彩色圖像從RGB到YUV格式的轉換
彩色圖像比較常用的表示格式為RGB（即紅、綠、藍）格式，而YUV顏色表達方式主要用于電視信號中，Y分量的物理含義是亮度，代表了圖像的所有信息，U和V分量代表了色差信號，我們在Y分量中加入水印，對于U，V分量不做任何變換，在Y分量中加入水印之后，由YUV分量重新生成RGB分量，即構成了加入水印后的圖像。
圖像從RGB到YUV以及從YUV到RGB格式的轉換的公式如下：
［Y U V］＝［R G B］×
［R G B］＝［Y U V］×
3、根據圖像塊特征，自適應地改變嵌入水印的強度
將宿主圖像Y分量分成大小4×4的圖像塊，水印加入的過程實際上就是根據水印像點值的取值情況依次改變對應圖像塊灰度值的過程，這里灰度值改變的大小程度主要是根據宿主圖像塊的特征而自適應地改變，根據人類的視覺特點，如果圖像塊的灰度值對比度越大，人眼對圖像中的噪聲的敏感性越弱，相反，對噪聲的敏感性就強。而水印的嵌入過程可以認為是圖像加入噪聲的過程，嵌入水印的強度可以根據宿主圖像塊的灰度對比度而改變，如果對比度大，則加入的水印可以強一點，假設Ymax和Ymin分別是選定的一個4×4塊中的16個象素中最大的灰度值和最小的灰度值，那么差值Δ=gmax-gmin可以近似表示圖像塊的對比度的大小，根據Δ可以改變宿主圖像灰度值的變化量的大小，即加入水印的強弱，為了防止由于圖像塊過于平滑，造成水印在圖像塊中強度太弱使魯棒性變差，我們設置了水印強度的下限λmin，這樣構成了如下用于調整水印強度的系數：λ=max[λmin，k×（ymax-ymin），其中k可以調整水印圖像中的整體強度，λmin根據宿主圖像的特點由實驗中確定，下面介紹水印嵌入的方法。
首先產生一個數值在0-1之間的長度為4×4的偽隨機序列，并將該序列變成4行×4列的矩陣PN（i,j），（i=1,…,4；j=1,…,4）
假如二值水印序列當前元素值為1，相應的宿主圖像塊的各灰度值y（i，j）作如下修改：ynew（i,j）=y（i,j）+λ×PN（i,j）；若二值水印序列當前元素值為0，相應宿主圖像塊的各灰度值y（i,j），作如下修改：ynew（i,j）=y（i,j）-λ×PN（i,j）。也就是說保證在水印像點值為1時，相應宿主圖像塊中的各灰度值比原來的值有所增加，而水印像點值為0時則相應宿主圖像塊的灰度值變小，由于PN（i,j）是隨機的，所以圖像塊中任意位置增加或減小的灰度值是隨機的，類似于噪聲，使水印在視覺上不易被察覺。
4、水印信息隨機嵌入到圖像塊
水印信息隨機加入到各個圖像塊中，而不是依次將水印信息加入到由上而下、由左到右描述的圖像塊中，其主要原因有兩個：第一是為了防止攻擊時可能將含水印的圖像部分完全剪切掉以致于提取不出水印，以及保證圖像成片被剪切時水印不是也被連續(xù)剪切，從視覺角度還可以觀察到水印圖像的概貌；第二，依賴于密鑰的水印信息的隨機加入，也是從水印安全性的角度考慮的。
水印隨機嵌入的實現方法如下：設原始圖像的大小為M點×N點，由密鑰key2產生長度為M×N的隨機序列，其值x是1～ M×N的自然數的隨機重排，x=p（i），x即是第i（i=1，2，…，Mm×Nm）個水印點嵌入到宿主圖像中的圖像塊的序號，通過實驗證明，這種隨機嵌入法可以很好地抗擊剪切的攻擊。
三、水印的提取方法描述
對水印的提取可以分為以下幾個步驟：
（1）密鑰key2產生隨機序列，找出嵌入水印點的對應圖像塊位置；
（2）將彩色圖像由RGB表色方法轉換成YUV表色方法，提取出灰度（亮度）Y分量；
（3）對4×4的圖像塊求所有象素灰度值的總和；
Sw＝，并與原始圖像相同位置處的圖像塊灰度值總和So＝進行比較。如果SwSo，則該圖像塊已嵌入的水印像點值是1；如果Sw
（4）由密鑰Key1控制產生一個隨機序列對水印序列位置重排，并構成二維的水印圖像，這就是提取出的水印。
四、實驗測試效果
我們運用Matlab語言設計了嵌入和提取的水印的程序，并對性能做了測試，宿主圖像是512×512點的lena彩色圖像，水印是41點×61點的二值圖像。
加入水印后的圖像的水印不可見性可用峰值信噪比PSNR來測試。在λmin取0.2和k取0.5時，實驗測出的峰值信噪比PSNR=43.0231，這個值表明了圖像在嵌入水印之后的透明性是比較好的，從視覺的角度也可以看到，圖像沒有任何可見失真；另外，在沒有任何攻擊下，水印可以完全準確地提取出來（見圖1）。
下面進行魯棒性測試，圖2是對圖像進行窗口大小為3×3的中值濾波后，提取出的水印，相似度為0.7609，圖3是對圖像加密度為0.03校驗噪聲攻擊時提取出的水印，相似度0.7016，圖4是圖像進行壓縮比為25：2的JPEG壓縮后提取的水印，相似度為0.9076，圖5是將圖像旋轉18度后提取出的水印，相似度為0.7503，圖6是對圖像進行剪切掉1/4后提取出的水印，相似度為0.92322，圖7是對圖像進行剪切掉1/2后提取出的水印，相似度為0.81931。
圖 1 未對原圖進行攻擊時圖 2 中值濾波后
提取出的水印 提取出的水印
圖 3 加椒鹽噪聲后圖 4 圖像壓縮后圖 5 圖像旋轉后
提取出的水印提取出的水印 提取出的水印
圖 6 剪切1/4后圖 7剪切1/2后
提取出的水印 提取出的水印
從以上的測試結果看到，該算法對一些常見的圖象處理或攻擊呈現出很好的魯棒性。而對于剪切攻擊，其魯棒性更為突出。
五、研究測試概括
本文介紹了一種基于空間域的簡便的圖像水印算法，根據圖像塊的灰度對比度，自適應地改變水印加入的強度，使水印不可見性增強，并兼顧了不可見性和魯棒性之間的矛盾。同時將水印加入到圖像中的位置隨機排列，
[參考文獻]
[1]湯文亮,費倫科.一種基于小波系數分段的數字水印算法.華東交通大學學報,2007,24(4) 84-87.
[2]王麗娜,張煥國.信息隱藏技術與應用.武漢:武漢大學出版社,2003:25-32.
[3]劉振華,尹萍.信息隱藏技術及其應用.北京:科學出版社,2002.
[4]馮暉,來鳳琪,王紹銀,章群.計算機密碼學.北京:中國鐵道出版社,1999:69-81.
[5]王朔中,張新鵬,張開文著.數字密寫和密寫分析.北京:清華大學出版社,2005.
[6]林代茂,胡嵐,郭云彪,周琳娜.廣義信息隱藏技術的機理與模型.北京:北京郵電大學報,2005,28(1).
[7]黃繼武,譚鐵牛.圖像隱形水印綜述,自動化學報,2000,26(5).
[8]張春田,蘇育挺,管曉康.多媒體數字水印技術.通信學報,2000,21(9):46-52.
[9](英)Ross J.Anderson 著 蔣佳,劉新喜等譯.信息安全工程.北京:機械工業(yè)出版社,2003:326-358.
[10]楊義先,鈕心忻,任金強.信息安全新技術.北京:北京郵電大學出版社,2002.
[關鍵詞] 橢圓曲線密碼體制 圖像隱藏 Menezes-Vanstone密碼體制
解決文檔在網絡上的安全傳輸問題，最常用的方法是傳送文檔的密文，因為密文是人們難以看懂的，所以在很大程度上認為是保密的和可以信賴的，但是密文文件往往又是入侵者的攻擊對象.由此我們提出將商務文檔加密后再進行信息隱藏處理，也就是將密文隱藏在不容易引起懷疑的或具有偽裝性的其他載體中，之后在網上傳輸該載體，這樣就大大提高了電子商務文件網上傳輸的安全性.
一、橢圓曲線密碼系統(tǒng)
1.橢圓曲線密碼體制
橢圓曲線密碼體制，即基于橢圓曲線離散對數問題的各種公鑰密碼體制.最早由Miller和Koblitz[1] 于1985年分別獨立地提出.它是利用有限域上橢圓曲線的有限點群代替基于離散對數問題密碼體制中的有限循環(huán)群所得到的一類密碼體制.對于橢圓曲線密碼系統(tǒng)（ECC）的安全性，其數學基礎是計算橢圓曲線離散對數問題（ECDLP）的難解性[1，2].一般來說，ECC沒有亞指數攻擊，所以它的密鑰長度大大地減少，256bit的ECC密碼體制成為目前已知公鑰密碼體制中每位提供加密強度最高的一種體制.
2.橢圓曲線的定義
所謂橢圓曲線指的是由韋爾斯特拉斯(Weierstrass)方程:
所確定的平面曲線,其中系數定義在某個域上，可以是有理數域、實數域、復數域，還可以是有限域GF(pr).橢圓曲線密碼體制中用到的橢圓曲線都定義在有限域上的.
橢圓曲線上所有的點外加一個無窮遠點構成的集合連同其上定義的加法運算構成一個Abel群.在等式:中，已知和點求點比較容易，反之已知點和點求卻是相當困難，這個問題稱為橢圓曲線上點群的離散對數問題.橢圓曲線密碼體制正是利用這個困難問題設計而來.
3.Menezes-Vanstone密碼體制
公鑰密碼體制搬到橢圓曲線上來一般都需要建立一個消息空間到橢圓曲線群的可逆嵌入映射，將信息進行編碼.，Menezes和S.Vanstone[7]于1993年提出了一種不需要EC編碼的密碼方案.
設消息為:是橢圓曲線上的一個階點，關于的DLP問題是困難。
用戶選取各自的密鑰;
用戶計算,將公開，用戶計算,將公開；則用戶的密鑰對分別是:.
加密過程：
(1)獲取的公鑰，計算;
(2)計算,且向發(fā)送消息.
解密過程：
(1)計算
(2)計算,得到消息.
這一方案對任意都可以編碼.
注意：如果,則重新選取公鑰，但這種情況發(fā)生的概率很小，這一方法的膨脹率約是2.
二、系統(tǒng)框架
發(fā)送方：利用ECC加密算法用的公鑰對商務文檔加密后生成密文文件，再利用隱藏技術將密文文件和自己的公鑰兩樣東西隱藏到BMP圖像文件中，在網上傳輸的是一個隱藏有密文文件的BMP圖像文件.
接收方：從網上接收的是隱藏有密文文件的一張BMP圖像，利用隱藏提取技術從這樣的文件中提取出密文文件和的公鑰，再利用ECC解密算法利用自己的私鑰和的公鑰將密文文件解密，還原出商務文檔的原文.
我們以24位BMP圖像作為隱藏密文的載體，要把密文信息存儲到位圖陣列信息中，可以使用每個字節(jié)的最不重要的位來隱藏密文信息，這樣可以保證對BMP圖像的外部特征改變不大，人們在瀏覽圖像時感覺不到。系統(tǒng)框架如圖1所示.
圖1 系統(tǒng)框架
三、系統(tǒng)設計與實現
1.系統(tǒng)的總體設計如圖2、圖3所示
圖2 發(fā)送方模塊
圖3 接收方模塊
2.橢圓曲線密碼體制部分設計
（1)橢圓曲線方程的系數及素數域的選擇，即選擇素數.由這三個參數可以確定一個橢圓曲線。根據NIST推薦，我們選取：
=-3，
b=0x 65320629 E59C80E7 OFA7E9AB 72243049 FEB8DEEC C146B9B1，
p=2192-264-1，
h=1，
n=0x FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF 99DEF836 146BC9B1 B4D22831，
p為此橢圓曲線的基點,
px=0x188da80eb03090f67cbf20eb43a18800f4ff0afd82ff1012,
py=0x7192b95ffc8da78631011ed6b24cdd573f977a11e794811.
注：選擇a=-3是因為當使用雅可比坐標時它能使倍點計算的算法速度更快.
nh代表基于素數有限域橢圓曲線上的點的個數，當h=1時n橢圓曲線上點的階.
(2)密鑰對的生成。用戶A、B選取各自的私鑰和，其中屬于{2,3,…,n-2}，n是橢圓曲線的階.通過計算得到兩個用戶的公鑰和私鑰的密鑰對，然后將公鑰公開。
(3)加密過程（Menezes-Vanstone密碼體制）。獲得傳輸對象的公鑰，計算，如果，加密者要重新調用M2選擇密鑰，同時生成新的公鑰；計算（是按標準格式化后的明文信息），輸出().
(4)解密過程。獲得加密者的公鑰，計算；計算,輸出()，最后按標準對()進行解析成明文.
3.圖像隱藏部分設計
(1)把信息隱藏進圖像中，將圖像的頭信息讀入圖像，按LSB法先隱藏的長度，然后再隱藏文檔的具體內容，數據文檔最后不滿3個字節(jié)要特殊處理，將剩下的圖像全寫入圖像中.
(2)信息提取.從圖像的頭信息開始按LSB方法提取原文M的長度，按LSB方法繼續(xù)提取M的具體內容，數據文件最后部分不滿3個字節(jié)時要特殊處理.
四、結束語
本系統(tǒng)已進行初步的合成及測試，在ECC密鑰長度取為192位下，破譯時間接近10^20MIPS Year，安全強度接近于RSA的2048位，加解密速度比RSA快約5-6倍，隱藏效率約25%.文中所實現的安全系統(tǒng)有良好的市場前景，在對商務文檔的傳輸過程中能實現隱秘性和安全性的結合，能在一定程度上解決第三方的攻擊.理論上,在信息加密中對信息隱藏使用ECC密碼體制來縮短密鑰隱藏空間是一個新的參考方案。
參考文獻：
[1]Neal Koblitz. Elliptic Curve Cryptosystems, Mathematics of Computation/ American Mathematical Society, 1987,48(177)10:203-209
[2]V.S.Miller.Use of elliptic curves in cryptograghy, In CRYPTO’85:Proceedings of Crypto, Springer,1985,p.417-426
關鍵詞：信息隱藏；信息隱寫；隱藏質量；隱藏容量
中圖分類號：TP391.4
1 信息隱藏技術與傳統(tǒng)加密技術
信息隱藏是把秘密信息隱藏到載體信息中，而在感官上不改變載體本身，實質上因為隱藏了秘密信息，雖然載體信息本身也做了修改，但人類感覺器官的具有不敏感性，而且數字多媒體信號本身具有冗余性，這使得加載了秘密信息后的信息與原有的載體信息在感官上沒有明顯區(qū)別，載密后的信息的使用價值也不改變。
信息隱藏技術與傳統(tǒng)加密技術的目的都是為了保護秘密信息，但二者還是有一定區(qū)別。最主要的區(qū)別是信息隱藏技術對載體信號的改變在人的感官層面不容易被發(fā)現，可以將秘密信息隱藏于人人可見的載體中，而傳統(tǒng)加密技術對秘密信息加密后產生的多數是沒有意義的信息，容易被發(fā)現，從而有針對性的破解。換言之，通過信息隱藏技術載密后，信息在感官上沒有明顯變化，除了秘密發(fā)送和接收方可以訪問載密信息。與加密技術結合使用稱為有密鑰信息隱藏，即在嵌入秘密信息前，先將秘密信息進行加密處理，同時生成一個密鑰。在提取秘密信息時，擁有權限者先得到的是加密的秘密信息，要用發(fā)送方提供的正確的密鑰，還原加密的秘密信息為明文。
信息隱藏技術主要有隱寫術、數字水印技術、可視密碼技術、潛信道、隱匿協(xié)議等方法；在具體應用中按載體信號的不同分為基于文本、基于數字圖像、基于音頻、基于視頻等。
2 信息隱寫與數字水印
隱寫術是指把隱秘信息嵌入到宿主信息中來進行傳輸，并保證隱秘信息不被未授權的第三方發(fā)現。因此，隱寫術要求大容量嵌入與較高的隱蔽性。
數字水印是基于版權保護的應用而產生的，指嵌入在數字產品中的信息。數字水印與隱寫術的區(qū)別在于其應用的目的不同，隱寫術的目的在于隱藏信息，而數字水印的目的在于版權保護，因此水印的魯棒性要求較高，但嵌入容量要求較小。
3 信息隱寫算法的評價
在評價信息隱藏算法時，根據信息隱藏的不同應用場合，有如下技術性能的要求：（1）不可檢測性，指的是載密信號與原始信號具有相同的特點，不容易被檢測出來。（2）不可感知性，指載密后的信息外觀形態(tài)不因為嵌入的秘密信息而發(fā)生明顯的感官變化，不易被發(fā)現是載有秘密的信息。（3）安全性，是指隱藏算法要有抗攻擊能力，非授權用戶即使知道該信息為載密信息而對其進行攻擊，也不能破壞原有信息和提取出秘密信息。（4）魯棒性，是對載密信號在傳輸過程中受到一些正常操作，載體中的隱藏信息的具有承受能力，不易損。（5）對稱性，是指信息隱藏中秘密信息的嵌入和提取過程是互逆的，也就是嵌入秘密信息和提取秘密信息可以使用同一算法。（6）自恢復性，在信息傳遞過程中，某些操作或者變換會對載密信息造成較大的破壞。這時為了保證信息的可用，可根據破壞后留下的數據片段，恢復出秘密信息，即自恢復性。
在信息隱藏算法開發(fā)和研究過程中，人們希望可以滿足以上所有的要求，但是在實際情況下，因為有些特性是互斥的，很難同時滿足所有特性，可以根據實際應用場合及媒體特點側重某些方面。通常來說，嵌入秘密信息的信息容量與算法的不可感知性和魯棒性成反比，也就是說隱藏的信息量越大，載密后信息的越容易被發(fā)現和被損壞。
隱寫術作為信息隱藏的一種應用，我們主要關注的性能參數是隱藏質量和隱藏容量。隱藏質量，是載密后對人類感官的影響程度。由于人類個體的差異，在判斷同一個目標時，會有不同的評價，所以不能有效地評價含密載體與原始載體的差別大小。為了使評價更容易量化，不因為個體差異而無法準確形容和評價載密前后的差異，引入一個國際通用的評價標準峰值信噪比PSNR。PSNR是指最大可能功率和影響它的表示精度的破壞性噪聲功率的比值。在隱寫中用來評價載密前后信息的相似程度。秘密信息通過某個隱寫算法嵌入到原始載體后，如果載密后圖像與其原始載體之間的PNSR值越大，說明該算法的隱藏質量越好。但是PSNR的分數和人眼看到的視覺品質也不是完全一致，有可能PSNR較高者看起來的效果反而不如PSNR較低者。隱藏容量也叫做隱藏載荷ER，表示所嵌入的秘密信息位占整個載體圖像像素點的百分比。多數算法都希望載體圖像能夠攜帶更多的信息，即有較大的隱藏容量，但隱藏容量和隱藏質量往往相互制約，當隱藏的信息容量變化時，質量也會隨之變化。
4 隱寫術工作原理及相關算法
在對信息隱寫算法優(yōu)化時主要通過兩個方面的實現。一是通過人的感官特性，人眼對圖像的視覺分成敏感的平滑區(qū)和遲鈍的邊緣區(qū)，對于平滑去減少隱藏容量，對于邊緣區(qū)加大隱藏容量；二是圖像也可以分區(qū)，稱之為分塊，對于不同特性的分塊可以采用不同的嵌入算法。
主流的隱寫算法是空域算法中的最低有效位LSB算法。該算法基本思想是將秘密信息嵌入到載體圖像像素值的最不顯著位也即最低有效位，從而達到隱藏秘密信息的目的，因為是最不顯著位，所以改變這一位置對宿主圖像的感官效果不產生影響。LSB的基本步驟是：把秘密信息轉換為二進制數據，將秘密二進制數據與像素最低有效位對比，若相同，保留信息，否則將載體像素的最低有效位用最低秘密信息直接替換，就得到了載密二進制信息，最后將該二進制數據轉換為十進制像素值，也就是含有秘密信息的圖像。最小有效位算法容易實現，而且嵌入信息容量大，是當前各種衍生算法的根本核心。
本文在這里介紹一種基于JPEG圖像的分塊隱寫算法。首先把秘密信息轉化為二進制信息，將圖像分成8*8的分塊，根據量化后的離散余弦變換系數DCT，計算分塊的不為零的交流系數個數。根據隱藏的容量的大小，確定閾值。根據閾值將圖像塊分成人眼敏感程度不同的三種類型，不同類型的分塊采取不同的隱藏算法嵌入數據。人眼不敏感的子塊，嵌入較大量信息，仍然可以保持較好的隱藏質量，反之人眼較敏感的分塊，為了保證隱藏質量，嵌入較小量信息。在進行秘密信息提取時，分塊提取也就是嵌入過程的逆過程，再把所有分塊中提取的秘密信息合成原有秘密信息。通過實驗數據表明，該算法有效地平衡了隱藏質量和隱藏容量之間的關系，同時避免了方塊效應，從而在隱藏質量得到保證的前提下大幅提高了隱藏容量。
通過數字隱寫完成秘密通信分為嵌入過程、傳輸過程和提取過程三個階段。密秘信息通過特定嵌入算法隱藏到原始載體中（也可以將秘密信息用傳統(tǒng)方法結合秘鑰加密后嵌入），形成含密載體，通過傳輸信道將含密載體發(fā)送出去。接收方通過隱寫檢測區(qū)分是否為含密載體，若是，再結合密鑰對含密載體使用提取算法，提取出秘密信息。
5 結束語
信息隱寫技術現在已經成為了信息安全的一個熱點，廣泛應用于各國軍事部門、安全部門的信息加密及情報傳輸等方面。目前數字圖像信息隱藏技術已經比較完善和成熟，但音頻和視頻作為網絡上新興和主流的數字媒體，是信息隱藏技術更廣闊的載體領域，而且人的視覺和聽覺也有不敏感性，所以基于音頻和視頻的隱寫算法研究也將是今后信息隱寫技術的工作重點。
參考文獻：
[1]江小帆，戴躍偉，茅耀斌.信息隱藏技術-方法與應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.
[2]Cheng-Hsing Yang.Inverted pattern approach to improve image quality of information hiding by LSBsubstitution.Pattern Recognition，Volume 41，Issue 8，August 2008，Pages 2674-2683.
[3]徐凱平，鄭洪源，丁秋林.一種基于LSB和PVD的圖像信息隱藏算法研究[J].計算機應用研究，2010，27（3）：1068-1070.
[4]王現會.基于JPEG圖像信息隱藏算法研究[D].廣西師范大學碩士學位論文，2012.
關鍵詞 m序列；信息隱藏；LSB（低4比特）算法；安全性
中圖分類號：TN918 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）042-050-01
信息隱藏也稱為數據隱藏，其首要目標是隱藏技術要好，使人無法看到和聽到隱藏的數據，達到令人難以察覺的目的。LSB算法因其良好的不可見性成為了最經典的時空域信息隱藏算法，但是LSB算法最大的缺點是安全性差。
本文通過引入雙m序列發(fā)生器，改進了傳統(tǒng)LSB算法，利用雙m序列分別控制秘密信息嵌入位置的行值和列值，將秘密信息偽隨機的嵌入到載體當中去，從而加大主動攻擊者提取秘密信息的難度，提高算法的安全性能。
1 隱藏算法原理
發(fā)端首先對載體圖像和密文數據進行預處理，載體圖像分割成8 x8的子圖像塊，密文數據每32比特作為一組分割，第i組數據嵌入到載體圖像的第i個子圖像塊中選中的8個像素點上，每一個具體的像素點上嵌入算法采用LSB（低4bit）隱藏算法。
算法中涉及到的m序列發(fā)生器用來確定隱藏位置選取，m1序列和m2序列的發(fā)生器均由3級線性移位寄存器構成，初始態(tài)分別為001和110，本原多項式分別為[2 3]和[1 3]，相當于隱藏算法中涉及到的密鑰。用m1來確定嵌入位置的行值，用m2確定列值，控制生成7個具體的嵌入位置（1，6）、（4，7）、（2，3）、（5，5）、（6，2）、（7，1）、（3，4），此外每個子圖像塊的第（8，8）個像素點上也作為一個嵌入位置。
接收端收到偽裝圖像后，按照與發(fā)端同樣的方法找到隱秘位置，將所有嵌入點的后4位比特信息進行重組就可以得到嵌入的密文。
2 仿真結果
載體圖像選用128x128的灰度“l(fā)ena.bmp”圖像，改進的低4bit隱藏算法仿真結果如圖1所示。
3 算法性能分析
3.1 峰值信噪比分析
我們這里把秘密信息視為噪聲，對LSB（低4bit）隱藏算法及其改進算進行MSE和PSNR分析，結果如表1所示。
對于LSB（低4bit）隱藏算法來說我們在載體圖像的前64行選擇4種具體信息嵌入位置，得到的PSNR值均小于改進算法得到的PSNR值，平均來看改進算法比原始算法的PSNR值提高0.4dB左右，即改進算法偽裝圖像降質較小，即算法不可見性更好一些。
3.2 圖像局部熵分析
對原始圖像采用LSB（低4bit）隱藏算法及其改進算法生成的偽裝圖像進行局部熵（圖像中像素9×9鄰域的熵值）分析，結果如圖2所示。
此時低4bit隱藏算法選取隱秘位置為1～16行，改進算法隱秘位置分布在所有子圖像塊中。由仿真結果可以清楚看到，改進算法的偽裝圖像和原始圖像的局部熵信息相似，也就是說兩幅圖像相似度較大。而LSB（低4bit）算法生成的偽裝圖像局部熵視圖中在隱秘位置附近變化較為明顯，因為改進算法隱秘位置中每8*8子圖像塊中只選用了8個較為分散的像素點作為嵌入點，所以對圖像的局部熵影響不大。
4 結束語
本文利用兩個m序列發(fā)生器的狀態(tài)來確定秘密信息的依次嵌入位置，完成了對LSB低4bit隱藏算法的改進，改進算法的抗檢測性能更好。基于雙m序列的信息隱藏算法思路，還可以應用到數字水印技術和文本替換等其他信息隱藏技術中，從而提高信息隱藏方法的安全性和應用范圍。
基金項目
華北科技學院教育科學研究基金資助《《信息安全技術》實驗教學體系的研究》（項目編號：hkzd201013）
參考文獻
關鍵詞：二進制；隱寫術；信息隱藏；文本
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）03-00-02
0 引 言
信息隱藏起源于隱寫術，主要用于保護重要的文件信息。早期人們用含淀粉的水寫字，用碘酒獲取隱藏的信息。隨著技術的發(fā)展，可將文本信息編碼、無線電編碼等一些復雜的數學知識蘊含在信息隱藏技術中，這一階段的信息隱藏主要用于軍事情報傳輸。目前隨著網絡的普及應用，計算機中文件的隱藏方法主要有數字水印、信息加密等。本文在探討隱寫術與密碼術之間的關聯(lián)基礎上，研究了隱寫術在高校機密文件保存中的應用[1]。
1 原理
通常而言，隱寫術與密碼術都用來保存信息，二者雖然工作原理不同，但在實際的信息隱藏過程中，二者緊密聯(lián)系。密碼術隱藏的是信息，而隱寫術隱藏的則是傳遞信息的過程[2]。這二者常常結伴出現。隱寫術將信息加密后，附在圖片等載體上發(fā)送出去，此舉的好處在于即使他人碰巧截獲了該圖片，也需耗費大量精力才能將信息破解[3]。本文在研究密碼術與隱寫術的基礎上，探討利用隱寫術的高校機密文件如何在服務器中保存，以防止非法的用戶獲取、篡改機密信息等[4，5]。
2 實驗方法
2.1 將隱藏文件轉換成數字文本
用一款數字文件轉換工具將服務器中的數字文件轉換成文本文件，這是雙向的，既可以實現數字文件轉換為文本文件，也可以將文本文件與數字文件進行互相轉換。服務器中需要隱藏的原始文件如圖1所示。打開圖2所示的數字文件轉換工具，點擊“請選擇要轉換的文件”欄中的“打開”，添加圖1所示文件，之后在“數字文本保存位置”欄選擇要保存轉換后文件的位置，點擊“轉換”即可生成與原始文件對應的文本，如圖3所示。
2.2 將文件數字文本添加文件校驗碼
在轉換的數字文本文件中添加文件校驗碼，以防止文件在不知情的情況下被篡改，也可以用于原始文件的情報校驗[5]。在圖3所示的原始文件對應文本中的第一行起始部分添加校驗碼123456后，界面如圖4所示。
2.3 數字文本轉換成二進制
通過文本二進制轉換軟件將混合校驗碼的數字文本轉換為二進制數字[6]。將圖4中添加校驗碼123456后的文本文件復制-粘帖到“Binary Converter Pro”的“File”欄，點擊“Text to binary”，即可生成對應的二進制代碼，如圖5所示。點擊圖5右側中間的“Binary to text”按o，即可還原二進制對應的文本，如圖6所示。從而實現了通過文本二進制轉換軟件將混合特征校驗碼的數字文本和二進制數字代碼的雙向轉換。
2.4 摒棄加密術隱藏信息的理由
加密術隱藏信息的方法主要是通過加密算法[6，7]形成一串加密密文信息亂文，但一串雜亂無章的密文信息很容易引起黑客的懷疑，而使用隱寫術的目的就在于隱藏信息加密過程，使服務器中保存的文件看似和源文件相關性為零，最終做到隱藏信息于無形之中。
2.5 二進制碼文件的變換
當形成了二進制碼文件時通過觀察可以發(fā)現所形成的碼文件是以8位二進制代碼組成的一串二進制數字串，當以-1取代生成的二進制文件中原先位為0的位。則待調制的碼文件轉換如圖7所示。
將圖7中生成的調制后的碼文件A，與一個收發(fā)雙方約定的偽隨機序列進行調制，其中偽隨機序列為8位“+1-1......+1-1”隨機序列碼B按位相乘，得到的C即為待發(fā)送調制后的碼序列。三者之間的對應關系如下：
C=A×B
式中隨機序列碼B增加了信息抗干擾力度。
2.6 二次調制電磁波接收發(fā)送文件
將待發(fā)送調制后的碼序列C與電磁波進行二次調制，且規(guī)定碼元序列C中+1為+180°相位，-1為-180°相位，接收方通過約定規(guī)則逆向提取收到的電磁波。當電磁波相位為+180°時對應碼序列為+1，當電磁波相位為-180°時對應碼序列為-1。當接收方恢復出二進制碼文件調制形成的碼文件C之后，通過公式A=C×B再次解調出調制形成的信號，并通過0取代生成的二進制文件中位為-1的碼位，從而解調出隱藏文件對應的二進制碼元序列。
2.7 技術創(chuàng)新
本文嘗試從信息隱藏的過程來研究高校信息的保存問題，從保護高校核心機密的角度出發(fā)，嘗試用隱寫術的方法將服務器中的待隱藏文件通過加密信息的編碼方法，并結合保密方設定的特征值，將數字文件轉換成二進制代碼序列，再結合隱寫術的方法將二進制碼信息隱藏于一串“+1-1......+1-1”的碼序列中，將原始文件經過多次代碼之間的變換以電磁波形式發(fā)送。
3 結 語
本文所探討的隱寫術隱藏高校機密信息的方法，比傳統(tǒng)的數字水印隱藏信息方法更簡單、方便。對于合法用戶而言，文本文件校驗碼的唯一性與二進制碼文件中的偽隨機碼序列加強了隱藏信息的安全性，且服務器中最終形成的 “+1-1 ......+1-1”碼序列與原始數字文件之間的關聯(lián)性幾乎為零。而通過隱寫方式對文件進行保密存儲，則巧妙回避了目前流行的加密方式，不易引起黑客的注意[8，9]。
參考文獻
[1]周長英，曹鋒.基于數字水印的電子印章解決方案[J].制造業(yè)自動化，2010，32（7）：243-245.
[2]韓斌，方睿，甘剛.基于PKI和數字水印的電子印章解決方案[J].微計算機信息，2006，22（27）：113-115.
[3]徐剛毅，喻建平，謝維信.密碼學與數字水印在電子印章中的應用[J].計算機技術與發(fā)展，2004，14（11）：36-38
[4]王飛，湯光明，孫怡峰.基于易損水印和數字簽名的電子印章系統(tǒng)[J].計算機應用研究，2004，21（4）：118-121.
[5]孫圣和，陸哲明，牛廈牧.數字水印技術及應用[M].北京：科學出版社，2004：174-177.
[6]張國俊，白聚核.基于PKI的嵌入式電子印章系統(tǒng)[J].常州信息職業(yè)技術學院學報，2008，7（1）：7-9.
[7]黃恒一，付三麗，丁學用，等.LED光線編碼通信在信息隱藏中的研究[J].物聯(lián)網技術，2015，5（11）：41-42.
[8]黃恒一，付三麗，丁學用，等.一種混合加密方法在文件隱藏中的應用[J].海南師范大學學報（自然科學版），2015，28（1）：34-36.
關鍵詞:信息隱藏;LSB算法;±k算法;灰度趨勢
中圖分類號:TP18文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)33-9550-02
An Information Hiding Algorithm Based on the Analysis to the Trend of the Grayscale
LIU Ya-qi
(Department of Information Engineering, Gansu Industry Polytechnic College, Tianshui 741025, China)
Abstract: Based on the analysis to the trend of the grayscale in the bitmap ,this paper presents a ±k algorithm which can improve the LSB algorithm.Applying trend of a set of pixels(two) intensity and ±k algorithm change, the least significant bit of gray value , the information hidding enhance the robustness.
Key words: information hiding; LSB algorithm; ±k algorithm; analysis to the trend of the grayscale
信息隱藏,是利用人體感覺器官的不敏感(感覺冗余),以及多媒體信號本身存在的冗余性(數據特性冗余),將信息以一種不被察覺和感知的方式隱藏于宿主信號中,而且不影響宿主信號的感覺效果和使用價值,因此,信息隱藏就是在圖像、音頻、視頻等數字媒體信號中嵌入不可覺察的秘密信息。目前已經提出的信息隱藏算法,主要有時域空域替換技術、變換域技術等。
1 圖像信息隱藏的空域算法
圖像信息隱藏的空域替換技術稱為LSB(最低有效位)算法,這種技術是以秘密信息代替換像素值的最低有效位。實驗表明[1],就灰度圖像(28灰度級)而言,最低的兩個位平面反應的基本上是噪聲,3-4位平面顯現不均勻噪聲,以上位平面對圖像才有一定影響。因此,圍繞這個特點將待隱藏的信息變成二進制數據流,然后將其隱藏到圖像的最低位平面,由于人類視覺系統(tǒng)對亮度改變的不敏感性,LSB的改變不會對人的感覺產生明顯影響。
LSB算法的缺點,但普通LSB算法使得最低位平面的不完全隨機性被均勻化,容易被統(tǒng)計檢測算法所檢測,如Westfeld等人基于這一特征提出了統(tǒng)計檢測的算法[2]。
很多研究者針對檢測手段進行了LSB算法改進,如:文獻[18]提出可以在嵌入信息m前,修改原始圖像象素值先讓它乘上一個小于1的系數t,再與m相加,由于位平面的變化從LSB向多個位平面擴散,可以有效抵抗卡方攻擊和RS分析方法。文獻[3]提出了相鄰像素值的±k的LSB算法,并分析在是±k算法對LSB平面翻轉后的差分直方圖的改變仍然較小,因此能有效提高相應抗分析檢測的能力。
2 基于位圖中灰度變化趨勢分析的一種±k的LSB的算法
本文針對灰度圖像中的信息隱藏,提出了基于灰度變化趨勢分析的一種±k的LSB的信息隱藏算法,對一組像素點(兩個)灰度變化趨勢進行分析和±k算法變化,然后與灰度值的最低有效位進行邏輯組合對隱秘信息進行隱藏。
2.1 信息嵌入
信息嵌入時,先取兩個相鄰像素點(像素對)灰度值進行變化趨勢分析,對兩像素值±k變換,保證兩個像素點灰度數值變化趨勢不變,然后在像素值上用LSB法嵌入信息Sh。
設載體圖像m*n的行相鄰像素點灰度值為x(i,j )和x(i+1,j ),嵌入信息為Sh,兩點之間的灰度變化趨勢為f,嵌入操作如下:
1)趨勢分析:(如圖1)
x(i,j ) ≥ x(i+1,j ) f=1
x(i,j )?芻 x(i+1,j ) f=0
2)嵌入前信息對的預處理:(如圖2,k=1)
f=1:x(i,j)+1=y(i,j)
x(i+1,j)-1= y(i+1,j)
這樣結果將繼續(xù)f=1,即使信息嵌入不能改變f的值。
同理f=0:x(i,j)-1=y(i,j) , x(i+1,j)+1=y(i+1,j)
3)嵌入計算:(如圖2)
用lsb_s表示最低有效位的置換函數,若f=1則第一個含秘像素點的像素值y(i,j)由lsb_s轉換為z(i,j),第二像素點值不變;若f=0則第一像素點值不變,第二個含秘像素點的像素值y (i+1,j)轉換為z(i+1,j)。
2.2信息提取
第一步:根據嵌入的情況信息嵌入點;
第二步:根據找到的灰度值對的趨勢f和最低位LSB,確定嵌入了信息:
第三步:組合得到的信息。
3 分析和結論
由于一對像素嵌入一位信息,因此信息的嵌入容量:R=m*n/2=0.5m*n。
盡管嵌入的信息減少,但信息的提取更加可靠,f、lsb(z(i,j))、lsb(z(i+1,j))三因素對于信息位的確定,能有效恢復隱秘信息。
理論上可以認為以上過程是兩次噪聲加入:第一次是相鄰灰度像素值的±k,第二次是灰度趨勢分析下的隱秘信息嵌入。兩次噪聲可能出現相互抵消、相互疊加,這種隨機性加上灰度趨勢組合形成立體式的信息嵌入模式,對于任何的基于某個特征的檢測和攻擊,具有較高的魯棒性。實際中,當k=1時,對于給定的嵌入比例p,±k算法所引入的隱寫噪聲能量和LSB法相同。但是,由于它是在兩個方向上(加1或減1)對像素值做改變,不只改LSB平面,而且還向其它平面擴散,因此±k算法要比LSB算法具有更好的安全性[3]。
由于在相鄰兩個像素上對隱秘信息位進行正反邏輯值的單邊嵌入,在兩個數值的最低位中嵌入1bit信息,盡可能減小了LSB的變化幾率,降低和擾亂了對最低位自相關性的破壞,有利于抵抗卡方攻擊和RS分析等提取攻擊分析;同時對于圖像像素變化的邊緣敏感區(qū)維持原有的灰度過渡趨勢,不會引起明顯的視覺變化。通過在實際圖像中隱藏信息前后的比對,取得了一定的效果。
參考文獻:
[1] 鈕心忻.信息隱藏與數字水印[M].北京:北京郵電大學出版社,2004.
關鍵詞：信息偽裝；視覺冗余；格式化文檔；互控－鐘控；CSS
中圖分類號：TP309文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2013）001-0154-02
0引言
互聯(lián)網時代信息安全的重要性和嚴峻性日益凸顯，常見方式是以密碼技術為核心，依靠高強度算法保證攻擊者獲取密文后短時間內無法破譯，信息隱藏技術提供了另外一種安全思路。信息隱藏的核心是隱藏密文，使攻擊者難以發(fā)現和確定目標。由于公共網絡信息不可避免會遭受監(jiān)聽和截獲等威脅，實踐中加密和隱藏的思路能提供更好的信息安全保障。信息隱藏一般指在公開信息載體中（文本、圖像、音頻、視頻等）隱藏特定的秘密信息，由于人的視覺、聽覺以及信息載體本身的冗余使得秘密信息近似透明，從而達到秘密保存或者秘密通訊的目的。其在技術上分為信息偽裝和數字水印兩種，本文重點研究基于格式化字體的信息偽裝技術的實現。
1視覺冗余原理和信息偽裝模型
視覺冗余是客觀存在的，視覺系統(tǒng)感知以外的數據就可以視為冗余數據。由于字體的結構化筆形和圖像化外觀，在字體字號較小時（如四號以下），很多細微修改人眼無法識別，而軟件編程則可以識別這種變化，據此實現信息隱藏。隱藏容量定義為：字符A的字體外觀由X變換為Y，如果視覺無法區(qū)分X、Y的不同，則提供1比特的隱藏容量。
CSS是萬維網聯(lián)盟（WorldWideWebConsortium，又稱W3C）定義和維護的標準，一種用來為結構化文檔添加樣式（字體、間距和顏色等）的計算機語言。結構化文檔如HTML、XML、Web腳本、Serv腳本、.NET、.doc、docx等都采用CSS語言定義文字格式。CSS規(guī)則由兩部分組成：選擇符和聲明，即選擇符{屬性：值；}。本文以OfficeWord2007為文本載體，只考慮視覺冗余，以CSS實現字體外觀更改，字型采用最常見的TTF（TrueTypeFont）字庫，所列嵌入方式對CSS結構化文檔具備普遍指導意義。
本文信息偽裝模型如圖1：Alice為信息發(fā)送者，Bob為合法授權者，Hacker為攻擊者，明文為L，K為密鑰。
圖1信息偽裝模型圖2互控－鐘控邏輯
2加密和完整性校驗
2.1壓縮加密
壓縮的主要目的是減少文件體積，但在信息安全系統(tǒng)中，尤其是流密碼體系中，壓縮的最大好處是將明文的文字特性消除，對抗統(tǒng)計特性分析。
密碼技術的應用保證了攻擊者即便檢測到了信息偽裝，但仍然無法獲取明文，是系統(tǒng)安全性的最底層保護。考慮軟件成本采用互控-鐘控邏輯，其線性復雜度高，序列周期長，密鑰短小規(guī)整，易于軟件實現，抗攻擊能力強。很多經典流密碼都是此種邏輯的變形，實踐證明安全性良好，安全核心為密鑰保密，缺點為必須獨立建設分發(fā)密鑰的安全信道，密鑰不能重復使用，生存周期有限。一種簡單的互控-鐘控邏輯如圖2，LFSRA、LFSRB、LFSRC為n級本原多項式，其初態(tài)即為密鑰K，S為輸出序列。
2.2完整性校驗
結構化文檔不可避免存在文件格式冗余，修改部分冗余數據并不會對文件造成損害。利用word文件格式冗余傳遞明文或者壓縮消息的散列值（如MD5），合法授權者解密之后可驗證明文的完整性，防止信息被纂改和欺騙。如果僅考慮實現成本，利用文件格式冗余直接傳遞密鑰K會降低安全性，密碼安全僅依賴密碼算法私密性，不符合Kerckhoff準則：密碼設計者應該假設對手知道數據加密的方法，數據的安全性必須依賴于密鑰的安全性。
3格式化字體信息偽裝的嵌入方式
結構化文檔應用范圍廣、數據小，是互聯(lián)網和個人辦公使用最多的載體。微軟OfficeWord是一種事實上的電子文檔標準，使用CSS描述字體格式信息，格式保密、報文分析困難，適合做信息隱藏的載體。下述嵌入是以officeword2007為場景。
3.1字體（CSS：fontfamily）
（1）部分TTF字體外觀相似或相同。Times、TimesNewRoman、TimesNR3種英文字體的外觀相似，宋體、新宋體、新宋體－PUA3種中文字體的外觀相同，更改字體提供3種變換。
（2）CSS設置的字體不存在則顯示默認字體，word同時提供中英文兩種字體屬性。定義虛假字體主屬性值或修改字體副屬性值不會引起字體外觀變化，提供任意多種變換。
3.2字符縮放（fontsize）
（1）在100%106%范圍內字符縮放視覺難以識別，基本單位為1%，可提供6種變換。
（2）使用em（默認情況下1em=16）為相對單位精確控制字符縮放。在100.0%－104.9%em范圍縮放視覺難以識別，基本單位為任意小數，可以提供任意多種變換，但某些比例下字體顯示效果被放大。
3.3字符間距
（1）字符間距在[0.2，2]磅之間，則外觀變化視覺難以識別，基本單位為0.1磅，可提供5種變換。
（2）默認字符間距時設定字體邊距，字置不發(fā)生變化，基本單位為1磅，最大值為1638，提供1638種變換。
3.4字體顏色
視覺對于顏色尤其不夠敏感，更改字體的顏色可以方便實現信息嵌入。RGB和HIS是常用顏色類型，以RGB顏色演示如下，參數基本單位為1。
圖3RGB灰度圖（R＝G＝B）
（1）規(guī)定R＝B＝G。黑色變化區(qū)間為RGB（0，0，0）－（47，47，47），提供48種變換；白色變化區(qū)間為RGB（234，234，234）－（255，255，255），提供22種變換。如圖3所示。
（2）在微小范圍內調整RGB中的任意參數，則視覺無法識別，如[4，4]范圍內能提供更多種變換。
3.5隱藏下劃線或者字體
將文字顏色或者下劃線顏色設置為背景色，視覺無法識別。
以上5種嵌入方式組合使用，視覺仍難以識別，忽略文件大小變化，變換空間在理論上是無限的，即可嵌入任意長度的密文。利用CSS實現的對應屬性分別為：fontfamily（字體）、fontsize（縮放）、letterspacing（字符間距）、wordspacing（字體邊距）、fontcolor（字體顏色）、textdecoration（下劃線）。
4安全性分析
信息隱藏系統(tǒng)的安全性主要體現在攻擊者是否能察覺隱秘消息的存在。本文的算法實現并未改變原始文本的含義，容易對隱藏容量進行控制，在officeword2007以后的版本中采用了壓縮技術，傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計特征和基于噪聲的文本隱藏信息檢測方法并不能檢測到信息隱藏。但利用中文字體視覺冗余嵌入方法的魯棒性較脆弱，若重新對字體格式化或者轉換成純文本，隱藏的消息將被消除。為進一步增加隱藏安全性，可對嵌入位置進行控制，對文件格式冗余進行利用，使得嵌入信息均勻隨機地分散在載體中。
5結語
當前互聯(lián)網環(huán)境下，信息隱藏作為一種新型的信息安全技術，前景廣闊，已取得了不少重要成果。結構化文本是最常見的信息載體，尤其是基于web應用的格式化文本信息安全的重要性不斷提升，利用CSS控制中文字體外觀實現文本信息偽裝的思路適合大部分結構化文檔。本算法嵌入容量高，隱蔽性強，明文安全性高，實現低成本，具備較強的實用價值。增強魯棒性和改進其它CSS格式文本的抗檢測能力是下一步需要進行的工作。
參考文獻：
[1]KURAKC，MCHUGHJ.Acautionarynoteonimagedowngrading[C].The8thIEEEannualcomputersecurityapplieationconference，1992.
[2]ROSSJANDERSONED.Proeeedingsofthe1stinternationalworkshoponinformationhiding[C].LectureNotesonComPuterSeienee，1996.
[3]MOULINP，MIHEAKMK.Aframeworkforevaluatingthedatahidingcapacityofimagesourees[J].IEEETransaetionsonImageProeessing，2002（9）.
摘要：本文提出了一種新穎的基于多M序列加密在數字圖像中隱藏信息的方法，分析了信息的嵌入與提取模型及實現算法。通過M序列生成的理論分析和計算，設計出M序列加密庫，并利用VB實現了Word文檔的信息嵌入與提取。
關鍵詞：M序列；信息隱藏；WORD文檔;數字圖像
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1引言
信息隱藏是信息安全領域一個新興研究熱點，主要研究把特定信息隱藏在數字化信息宿主中的方法。其關鍵技術是在確保宿主文件格式、質量和大小不變的前提下，將密文保存在該宿主文件中，且能對密文實現無損還原。信息隱藏是利用了某種數據文件(主要是多媒體文件)的冗余性和人類感覺器官分辨信息的能力有限性等特點，將秘密信息嵌入到稱為載體的多媒體文件中，得到隱藏載體。由于隱密載體與原載體在感覺上沒有區(qū)別，不易引人注意，從而容易逃過攻擊者的破解。若將加密技術和信息隱藏技術結合使用，對秘密信息加密后再隱藏，則會進一步提高安全性[5]。
本文提出了一種新的基于多M序列加密與數字圖像的信息隱藏的方法。數字位圖是由許多像素組成的點陣，每一個像素點用若干個二進制位來描述其灰度或顏色；而每個像素點的低位(一般是低四位)對該點灰度或顏色的影響很小，因此改變像素點的低位所引起的圖像變化難以發(fā)覺。因此，可利用這些低位存儲信息實現秘密信息的隱藏。
2信息的嵌入與提取模型
在圖像低位字節(jié)中隱藏信息有兩種方法，一種是替換法，另一種是異或法。替換法是用隱藏信息替換載體圖像像素的某些低位，而提取信息時只要將隱藏信息圖像像素的某些低位取出即可。而異或法是用隱藏信息與載體圖像像素的某些低位進行異或運算，將結果放入載體圖像像素的某些低位中實現隱藏信息，而提取信息時只要將隱藏信息圖像像素的某些低位與源圖像像素的某些低位異或即可取出。
本模型采用替換法在彩色圖像像素(RGB)的低4位(d3d2d1d0)中隱藏信息，這樣可以不需要源圖像就可以提取信息。其隱藏信息的容量接近圖像文件大小的四分之一。首先將嵌入信息(word文件)轉換成二進制流，然后從M序列加密庫中隨機選擇一條M1序列對嵌入信息進行加密運算，得到經加密處理的二進制數字。再從M序列加密庫中隨機選擇一條M2、M3序列，用M2控制是否嵌入信息，用M3控制嵌入信息(d3d2d1d0)的置亂，從而進一步提高信息的保密性[2、3]。嵌入與提取模型如圖1所示。
3隱藏信息的嵌入與提取算法
為了提高傳輸信息的安全性，除采用隱藏的技術外，還要對傳輸的信息用M序列進行加密處理。加密和解密的方法是通過模2加運算完成。信息隱藏采用二進制進行嵌入與提取。
3.1M序列的生成
M序列是非線性反饋移位寄存器產生的最長的序列，它具有與m序列相類似的隨機特性和較好的相關性。一定級數的移存器產生M序列的數目和周期為： 和 。其中r、P、N分別為M序列的線性跨度、周期和序列的數量。由計算可知M序列的周期是m序列周期的兩倍；M序列的數量比m序列的數量大許多倍。因此用M序列對信息加密提供了豐富的資源，增強了信息的隱藏能力。M序列構造困難，計算量大，因此不易解密。
M序列產生器具有非線性反饋邏輯，結構復雜，不易直接用反饋邏輯構造，需要用狀態(tài)圖構造法構造M序列。從M序列的基本特點出發(fā)，它是移位寄存器產生的最長的序列，r級移位寄存器產生的序列的周期為P＝2r，一個周期中包含了r級移位寄存器的全部狀態(tài)。如圖2所示，r級移位寄存器的輸出序列｛an｝和狀態(tài)序列｛sn｝是一一對應的。
si=ai2r-1+ar+12r-2+ … +ai+r-22+ai+r-1(1)
i=1,2,3,4… ∞。
根據移位寄存器的工作原理，狀態(tài)si的后續(xù)狀態(tài)為：
si+1=(2si)mod2r+0或si+1=(2si)mod2r+1 (2)
設移位寄存器的初始狀態(tài)為全“0”，即s1=0，由式(2)可推算出移位寄存器可能的后續(xù)狀態(tài)，將這些狀態(tài)按計算的先后次序排列起來得到如樹狀的r級M序列狀態(tài)流程圖。如圖3所示。
r級移位寄存器第K層上的插點數為2K-1，總層數為2r ，分枝總數為2P-1。則第K層，第L分枝叉點的狀態(tài)值記為S(K,L)為：
(3)
式中A[K]表示通過K層任一叉點的分枝數。[A]I表示對A取整， 表示K層L分枝叉點的叉點號。通過(3)式可以求得狀態(tài)樹圖上任何一個叉點的狀態(tài)，可求得任何一條經歷的全部2r個狀態(tài)。
由狀態(tài)樹圖分析可知，分枝總數為2P-1，M序列的總數為 ，由計算可知狀態(tài)圖中有許多分枝是非M序列。因此必須從狀態(tài)圖中篩選出M序列的分枝，再對這些分枝計算狀態(tài)流程，得到M序列。根據以上M序列的狀態(tài)圖的分析，就可構造出計算M序列的框圖，用C語言進行計算，就可以優(yōu)化出自相關性強而互相差的M序列，以形成M序列加密庫[1]。
3.2隱藏信息的加密
首先將隱藏信息轉換成二進制流數據：
x={x1,x2,x3……} xi∈{0,1}(4)
然后從上面生成的M序列加密庫中隨機選取一條M序列與隱藏信息的二進制流數據進行模2加運算，得到加密處理后的新序列：
z={zi|zi=xiMii=1,2,3,4…P}(5)
3.3隱藏信息的嵌入與提取
對z二進制流數據進行嵌入，用M2控制是否嵌入信息，如果M2序列某一位是1則在圖像像素的低4位嵌入信息，否則不嵌入信息。如果M3序列某一位是1則嵌入信息順序為d3d2d1d0，否則嵌入信息順序為d0d1d2d3，從而達到置亂存放的效果。提取過程是嵌入的逆過程。為了抵御信息隱藏的被攻擊，在嵌入信息前進行了圖像處理，嵌入信息后進行動態(tài)補償[6]。
4信息隱藏及提取的程序實現
實現是用微軟VB6.0軟件設計程序，對Word文件進行了加密、解密、嵌入和提取。下面給出了信息加密與嵌入過程，解密與提取過程主要源程序代碼。載體文件選擇的是一幅寬800像素，高600像素的RGB24位的BMP圖片。根據本文提出的隱藏信息的嵌入算法可以隱藏的Word文件大小為350KB。程序中省略變量的定義和文件的打開命令。其中1號文件是源圖像文件、2號文件是密寫圖像文件、3號文件是嵌入的Word文件、4號文件是提取的Word文件、5號文件是M序列庫文件、6號文件是加密后的word文件。其實驗結果如圖所示。
圖4原始圖像、密寫圖像和嵌入與提取信息息
4.1信息加密與嵌入過程
Private Sub Command1_Click()
…..
Get #5, , M1: Get #5, , M2: Get #5, , M3'分別讀取M序列1、M序列2、M序列3
Do While Not EOF(3) '信息加密處理
For i = 1 To 2
Get #3, , b: b = b Xor M1(i): Put #6, , b
x = x + 1: If EOF(3) Then Exit For
Next i:Loop
Seek #3, 1: Seek #6, 1:mm2 = &H80: f = 1
Do While Not EOF(6) '嵌入信息處理
For i = 1 To 2
mm1 = &H80
For j = 1 To 8
Get #1, , a
If M2(i) And mm1 = 1 Then
k = k + 1
If k Mod 2 = 1 Then Get #6, , b
k1 = k1 + 1
IfM3(f) And mm2 = 1 Then
a = a And &HF0: c = b And &HF0: c = c \ 16
b = b And &HF: b = b * 16: a = a Or c '嵌入信息
Else a = a And &HF0: c = b And &HF0: c = c \ 16
d3 = c And &H8: d3 = d3 \ 8: d2 = c And &H4: d2 = d2 \ 2
d1 = c And &H2: d1 = d1 * 2: d0 = c And &H1: d0 = d0 * 8
a = a Or d0: a = a Or d1: a = a Or d2: a = a Or d3 '嵌入信息
b = b And &HF: b = b * 16
End If
If k1 Mod 8 = 0 Then f = f + 1: mm2 = &H80
If k1 Mod 8 = 0 And f = 3 Then f = 1
mm2 = mm2 \ 2
End If
Put #2, , a: mm1 = mm1 \ 2
Next j: Next i: Loop
Close #1, #2, #3, #5, #6
End Sub
4.1信息解密與提取過程
Private Sub Command2_Click()
…..
Get #5, , M1: Get #5, , M2: Get #5, , M3
Seek #2, 55:mm2 = &H80: f = 1
Do While Not EOF(2) '提取信息處理
For i = 1 To 2
mm1 = &H80
For j = 1 To 8
Get #2, , a
If M2(i) And mm1 = 1 Then
k = k + 1: k1 = k1 + 1
If M3(f) And mm2 = 1 Then
b = a And &HF'提取信息
Else b = a And &HF: d3 = b And &H1: d3 = d3 * 8
d2 = b And &H2: d2 = d2 * 2: d1 = b And &H4: d1 = d1 \ 2
d0 = b And &H8: d0 = d0 \ 8: b = b And &H0
b = b Or d0: b = b Or d1: b = b Or d2: b = b Or d3 '提取信息
End If
If k Mod 2 = 1 Thenc = b
else c = c * 16: c = c Or b: x = x C 1: Put #6, , c
If x = 0 Then Exit Do
End If
If k1 Mod 8 = 0 Then f = f + 1: mm2 = &H80
If k1 Mod 8 = 0 And f = 3 Then f = 1
mm2 = mm2 \ 2
End If
mm1 = mm1 \ 2
Next j: Next I:Loop
Seek #6, 1
Do While Not EOF(6) '信息解密處理
For i = 1 To 2
Get #6, , b: b = b Xor M1(i): Put #4, , b
If EOF(6) Then Exit For
Next i:Loop
Close #2, #4, #5, #6
End Sub
5結束語
本文提出了一種新穎的基于多M序列加密在數字圖像中對Word文檔進行信息隱藏的方法，首先構造了信息的嵌入與提取模型。研究了M序列生成方法、信息的加密及嵌入算法，并利用VB6.0平臺進行編程試驗。經大量的試驗證明，該方法信息隱藏的峰值信噪比(PSNR)大于50dB，而PSNR大于36dB時人眼不會觀察出圖像的改動。該方法通過了RS和SPA分析的檢測。實驗證明，該方法信息隱藏方便、安全可靠，信息隱藏量大，具有較好的應用前景和使用價值。
本文的創(chuàng)新點：(1)提出了多M序列加密庫進行加密處理，增強了信息在Internet上傳輸的保密性及截獲文件的解密難度。(2)設計了一種新穎的嵌入和提取的算法并在VB平臺上實現了算法。⑶嵌入信息為Word文件，可以包括字體格式、表格、圖形等，因此具有廣泛的應用價值。
參考文獻
[1] . M序列碼分多址研究[J]. 江南航天科技,1995,(4):12-17.
[2] 崔寶江. 信息安全實驗指導[M]. 北京:國防工業(yè)出版社,2005:1-25.
[3] 王海春. 基于多混沌系統(tǒng)的數字密寫技術[J]. 微計算機信息,2006,(11):83-85.
[4] 陳銘等. 基于Arnold變換的圖像信息偽裝算法[J]. 計算機應用研究,2006,(1):235-238.
[5] 楊波. 信息隱藏技術及其應用[M]. 北京:科學出版社,2002.
