第第頁(yè)共44頁(yè)信息隱藏技術(shù)簡(jiǎn)介綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u25941信息隱藏技術(shù)簡(jiǎn)介綜述 118351.1信息隱藏基本概念 123131.2信息隱藏技術(shù)的發(fā)展歷史 290871.3信息隱藏基本算法的分類(lèi) 3126351.4信息隱藏原理 5306521.5信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用 6隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和5G技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力得到迅速提升，為信息的傳播、處理和應(yīng)用等提供了便利[5]。如今5G萬(wàn)物互聯(lián)也慢慢的走進(jìn)日常生活中[6]。通信小到個(gè)人的局域網(wǎng)，大到遠(yuǎn)距離的太空通信，無(wú)線技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)步入生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。通信的首要問(wèn)題是通信雙方在內(nèi)容上傳輸是否安全。當(dāng)發(fā)送方發(fā)送一段信息時(shí)，信息在傳送的途中會(huì)不會(huì)受到污染以及信息會(huì)不會(huì)被盜竊，怎樣保護(hù)信息的安全以及信息的保護(hù)步驟是什么，這是學(xué)者與專(zhuān)家一直所研究的問(wèn)題。生活最為常見(jiàn)的通信技術(shù)是數(shù)字通信，數(shù)字通信載體主要是以一種數(shù)字的信息流，隨著數(shù)字通信技術(shù)的成熟也讓隱藏信息這種技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展。1.1信息隱藏基本概念信息隱藏的前提條件是用戶需要發(fā)送的秘密信息和需要公眾已知的信息載體。和藏頭詩(shī)的原理一樣，將我們需要發(fā)送的秘密文件通過(guò)某種算法嵌入公開(kāi)的載體中，隱藏之后的文件我們可以稱(chēng)作偽裝媒體[7]，這樣就達(dá)到隱藏的目的。利用人類(lèi)在視覺(jué)以及聽(tīng)覺(jué)上的分辨不敏感，第三方即使獲取了偽裝媒體，然而不知道其中的提取算法，也是沒(méi)有辦法從偽裝媒體中將秘密信息精確的提取出來(lái)。隱藏技術(shù)可以對(duì)信源進(jìn)行操作，也可以對(duì)收部位以及信道實(shí)行操作。隱藏涵蓋了多范圍領(lǐng)域，例如保密信道和數(shù)字隱寫(xiě)。生活中常見(jiàn)的隱藏有水印技術(shù)，這種技術(shù)是將秘密的信息通過(guò)某種算法嵌入到常見(jiàn)的載體中，這種載體可以是圖片、TXT文件等。偽裝媒體在信道中傳送，其中加密也是不可少的，保證了秘密信息的不容易被破解。圖像水印是將保密的信息隱藏到像素中，音頻水印是將秘密的信息隱藏到音頻中。這兩種水印是依據(jù)載體的不同而分類(lèi)，同時(shí)兩種水印有一下兩點(diǎn)的依據(jù)：（1）每種信息都是由段組成，信息在還沒(méi)有壓縮之前含有豐富的存儲(chǔ)大小空間。這些空間可以任意填充不屬于其本身的數(shù)據(jù)，這樣就可以成功的隱藏。這是利用了信息所攜帶的冗余特性[8]。（2）像素?cái)?shù)值有二百五十六個(gè)等級(jí)，在這二百五十六個(gè)等級(jí)中，人類(lèi)的視覺(jué)只能識(shí)別幾十個(gè)顏色等級(jí)，對(duì)于相差為一的像素?cái)?shù)值是很難進(jìn)行區(qū)分的或者說(shuō)根本區(qū)分不出來(lái)。因此利用這種特性，可以實(shí)現(xiàn)隱藏的目的。信息隱藏的一般過(guò)程如圖1.1所示：秘密信息秘密信息秘密信息x’提取嵌入加密載體秘密信息x’提取嵌入加密載體原始載體圖1.1信息隱藏流程圖如圖1.1第一步是將秘密信息嵌入到原始載體中，隨后得到的是加密的載體文件。加密載體文件在信道中傳輸，接收方在接收到從信道中傳來(lái)的加密載體后，利用提取算法將秘密信息從載體中提取出來(lái)，接收方就得到了從發(fā)送方發(fā)來(lái)的秘密信息。1.2信息隱藏技術(shù)的發(fā)展歷史信息隱藏最早出現(xiàn)的時(shí)間是公元前四百四十年，在那個(gè)時(shí)間段，信息的隱寫(xiě)術(shù)漸漸的被人們應(yīng)用起來(lái)，隨著時(shí)間的發(fā)展，出現(xiàn)了在頭皮上刻寫(xiě)信息，隨著頭發(fā)的長(zhǎng)長(zhǎng)而掩蓋信息。將信息函隱藏到婦女的頭飾和首飾中，鞋底中以及衣服的夾縫中。后來(lái)又出現(xiàn)了書(shū)記板隱藏信息。一篇文章中，在字母的附近位置挖出很小的孔[9]，用來(lái)標(biāo)記這些特殊含義的字符，再將這些特殊的字符進(jìn)行組合，達(dá)到信息的隱寫(xiě)目的。17世紀(jì)，一種無(wú)形的墨水被發(fā)明，它是用來(lái)在特定的字母制作非常小的斑點(diǎn)，用這些斑點(diǎn)來(lái)標(biāo)記隱藏的信息。十九世紀(jì)六十年代一種新的技術(shù)微縮膠片產(chǎn)生了，在一段文章中，將信息隱藏到文章中的句號(hào)或者逗號(hào)中[10]；第二次世界大戰(zhàn)，一位鋼琴家，經(jīng)常為聯(lián)軍演奏鋼琴，戰(zhàn)爭(zhēng)期間聯(lián)軍經(jīng)常遭到反攻，后來(lái)，聯(lián)軍反間諜懷疑女鋼琴家，但是，總是找不到傳遞情報(bào)的證據(jù)。原來(lái)這位聰明的女間諜，在聯(lián)軍營(yíng)中獲得的軍事情報(bào)，按照規(guī)定的密碼，將這段軍事情報(bào)寫(xiě)入樂(lè)譜中，通過(guò)電臺(tái)一次次的把軍事情報(bào)通過(guò)樂(lè)譜傳遞出去，不會(huì)被聯(lián)軍發(fā)現(xiàn)。一直到現(xiàn)在,現(xiàn)代的信息隱藏技術(shù)發(fā)展更加的迅速,為了信息能夠安全的從發(fā)信者到收信人之間不被竊取,技術(shù)也是日新月異。1.3信息隱藏基本算法的分類(lèi)信息隱藏算法根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)不同，其分類(lèi)的樣式也是有很多類(lèi)別，具體的分類(lèi)由以下兩點(diǎn)：1.按密鑰的不同形式進(jìn)行分類(lèi)按照是否存在密鑰這一點(diǎn)將其劃分成有密鑰體系與無(wú)密鑰體系，在有密鑰體系中按使用者的形式不同進(jìn)一步劃分為私鑰體系與公鑰體系[11]。對(duì)于無(wú)密鑰體系來(lái)說(shuō)，其對(duì)算法的要求非常的高，因?yàn)樵谛畔⒌那度肱c提取過(guò)程沒(méi)有密鑰的算法，對(duì)于發(fā)送方和接收方在信息的嵌入與提取的過(guò)程，要有高度的共同性和一致性，這樣在接收方提取信息時(shí)才能完整的提取出來(lái)，出錯(cuò)率才會(huì)相對(duì)的降低。對(duì)于私鑰而言，信息的嵌入和提取兩種算法過(guò)程是正向與反向的，密鑰雖然能提高安全性，但是也存在一定風(fēng)險(xiǎn)，傳輸體制中，密鑰作為共享原理機(jī)制，導(dǎo)致泄露性很大，以造成第三方的破解，導(dǎo)致消息的泄露。對(duì)于公鑰而言，消息泄露更加嚴(yán)重，在對(duì)信息加密采用公鑰加密后，公鑰體系是大眾所知道的，在一定的硬件基礎(chǔ)上都能夠檢測(cè)，基于這種情況，用公鑰加密的信息安全性受到了極大的影響。1.根據(jù)已知載體的不同類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)：按照載體文件的屬性，可以更加細(xì)微的劃分，可以劃分成語(yǔ)音、JPG、TXT等。對(duì)于傳輸語(yǔ)音信息，其隱藏方式是修改其中的參數(shù)來(lái)達(dá)到隱藏的目的。人的耳朵在接收語(yǔ)音時(shí)候，大腦的反饋是多變的，所以，語(yǔ)音的嵌入在一定的程度上實(shí)現(xiàn)起來(lái)還是有難度。圖像隱藏是一種經(jīng)常使用的方法，因?yàn)槿说囊曈X(jué)系統(tǒng)識(shí)別像素值是有限的，然而在相近的像素之間是很難區(qū)分的，產(chǎn)生了大量的可以隱藏的空間，這些空間可以讓使用者用于加密信息的填充。3.按提取的要求分類(lèi)：若提取隱藏信息不需要利用原始載體，則稱(chēng)為盲隱藏；否則稱(chēng)為非盲隱藏。目前主要采用盲隱藏技術(shù)[12]。

1.4信息隱藏原理對(duì)于信息的隱藏原理提出了如下的信息隱藏原理圖如圖1.2所示，信息隱藏系統(tǒng)主要包含秘密信息的嵌入、隱密載體以及提取過(guò)程等部分。嵌入過(guò)程嵌入過(guò)程隱秘載體提取過(guò)程隱秘信息載體圖像隱秘分析者（隱秘攻擊）隱秘信息圖1.2信息隱藏原理框圖圖1.2中用到的圖像隱藏的相關(guān)術(shù)語(yǔ)解釋如下：載體圖像：是指承接秘密信息的載體，是秘密信息嵌入的對(duì)象。隱秘信息：是指發(fā)送方給接收方發(fā)送需要隱藏的信息，不被第三方輕易的發(fā)覺(jué)。隱秘載體：是指秘密信息嵌入到載體信息的統(tǒng)稱(chēng)嵌入操作：是指秘密圖像經(jīng)過(guò)某種算法嵌入到載體中。提取操作：是指隱密載體通過(guò)某種算法，將秘密信息從隱密載體中分離出來(lái)。提取和嵌入是一對(duì)相反的操作。隱秘分析者（隱秘攻擊）：是指強(qiáng)行破解秘密信息的第三者，在沒(méi)有得到身份確認(rèn)，強(qiáng)行破解[13]。隱藏分析者存在的目的有以下三點(diǎn)：(1)檢測(cè)出合成數(shù)據(jù)，通過(guò)技術(shù)手段可以挖掘出合成數(shù)據(jù)。(2)查明被嵌入對(duì)象，即隱秘信息，從隱密載體中破解出秘密信息。(3)對(duì)隱密載體實(shí)行破壞，導(dǎo)致接收方對(duì)隱密信息無(wú)法進(jìn)行正常的提取工作。1.5信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用信息隱藏在信息安全的保護(hù)方面有著無(wú)法被動(dòng)搖的地位。應(yīng)用的領(lǐng)域如圖1.3所示。圖1.3信息隱藏技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域信息隱藏大致分為四大類(lèi)，分別有隱蔽信道，信息隱秘，匿名以及版權(quán)的標(biāo)志。生活中常見(jiàn)的是信息隱秘和版權(quán)的標(biāo)志。其中，信息隱秘主要有技術(shù)隱秘和語(yǔ)義上的隱密，技術(shù)隱秘指