信息隐藏与数字水印
信息隐藏与数字水印技术.pptx
• 传统的以密码学为核心技术的信息安全和伪装 式信息安全技术不是互相矛盾、互相竞争的技 术，而是互补的；
内容
• 信息伪装技术研究的内容包括信息隐藏和信 息的版权认证，信息访问的合法身份认定等。 其研究涉及密码学，图象处理，模式识别， 数学和计算机科学等领域。
题于墙上，使卢俊义遭官府 迫害逼上梁山
信息隐藏的原理框图
载体信 息源
A 秘密消息m
载体对象c
伪装对象
信息嵌入c’ 算法
不安全信 道
信息提取 算法
Ｂ 秘密消息m
密钥k
信息隐藏的原理框图
实现信息隐藏的基本要求
• 载体对象是正常的，不会引起怀疑 • 伪装对象与载体对象无法区分，无论从
感观上，还是从计算机的分析上 • 信息隐藏的安全性取决于第三方有没有
尽可能多地将信息隐藏在公开消息之中
尽可能不让对手发现任何破绽
• 攻击者
✓ 尽可能地发现和破坏对手利用信息隐藏技术隐藏在公开消息 中的机密信息
信息隐藏与信息安全
• 信息隐藏（伪装）就是将秘密信息秘密地隐藏 于另一非机密的文件内容之中。其形式可为任 何一种数字媒体，如图象、声音、视频或一般 的文档等等；
我画蓝江水悠悠，爱晚厅上枫叶愁。 秋月溶溶照佛寺，香烟袅袅绕经楼。
离合诗（Acrostic）
七律•问缘 我常夜半询姻命， 与月为邻爱晚星。 秋槿含情风后落， 香獐有意谷间鸣。 天街雨过涤新树， 长路云收现旧亭。 地老皆缘蕃草木， 久愁比翼痛风铃。
施耐庵《水浒传》第61回 吴用诱使卢俊义将离合诗
卢花潭上有扁舟， 俊杰黄昏独自游。 义到尽头原有命， 反弓逃难必无忧。
信息隐藏与数字水印技术
信息隐藏与数字水印技术信息隐藏模型信息隐藏 (Information Hiding)不同于传统的密码学技术。
密码技术主要是研究如何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密码形式 (密文 )进行传递；而信息隐藏则主要研究如何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。
对加密通信而言，可能的监测者或非法拦截者可通过截取密文，并对其进行破译，或将密文进行破坏后再发送，从而影响机密信息的安全；但对信息隐藏而言，可能的监测者或非法拦截者则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息，从而能保证机密信息的安全。
多媒体技术的广泛应用，为信息隐藏技术的发展提供了更加广阔的领域。
我们称待隐藏的信息为秘密信息 (secret message)，它可以是版权信息或秘密数据，也可以是一个序列号；而公开信息则称为载体信息 (cover message)，如视频、音频片段。
这种信息隐藏过程一般由密钥 (Key)来控制，即通过嵌入算法(Embedding algorithm)将秘密信息隐藏于公开信息中，而隐蔽载体 (隐藏有秘密信息的公开信息 )则通过信道(Communication channel)传递，然后检测器 (Detector)利用密钥从隐蔽载体中恢复 /检测出秘密信息。
信息隐藏技术主要由下述两部分组成 :(1 )信息嵌入算法，它利用密钥来实现秘密信息的隐藏。
(2 )隐蔽信息检测 /提取算法 (检测器 ) ，它利用密钥从隐蔽载体中检测 /恢复出秘密信息。
在密钥未知的前提下，第三者很难从隐秘载体中得到或删除，甚至发现秘密信息。
信息隐藏特点信息隐藏不同于传统的加密，因为其目的不在于限制正常的资料存取，而在于保证隐藏数据不被侵犯和发现。
因此，信息隐藏技术必须考虑正常的信息操作所造成的威胁，即要使机密资料对正常的数据操作技术具有免疫能力。
这种免疫力的关键是要使隐藏信息部分不易被正常的数据操作 (如通常的信号变换操作或数据压缩 )所破坏。
信息隐藏技术在网络安全中的应用教程
信息隐藏技术在网络安全中的应用教程随着互联网的快速发展和普及，网络安全问题日益成为人们关注的焦点。
黑客和恶意分子不断寻找进入网络系统的方法，窃取敏感数据或发动网络攻击。
为了保护个人隐私和信息安全，信息隐藏技术应运而生。
本文将介绍信息隐藏技术在网络安全中的应用，并为读者提供实用的教程。
一、什么是信息隐藏技术？信息隐藏技术，又称为隐写术，是一种将秘密信息嵌入到其他看似无关的信息中的方法。
这些信息可以是图片、音频、视频甚至是文本文件等。
通过隐藏技术，秘密信息可以在不引起怀疑的情况下传输或存储。
信息隐藏技术可以分为隐写术和数字水印两种主要类型。
隐写术是指将秘密信息直接嵌入到载体文件中，使之对外呈现出"打开可见"或"隐而不见"的状态。
隐写术主要应用于保密通信，以及对恶意软件和黑客攻击的检测与防御。
数字水印是指在原始数据中插入一些不可见的信息，用以判断数据的真实性和完整性。
数字水印技术主要应用于版权保护和信息验证等方面。
二、信息隐藏技术的应用1. 保护隐私信息隐藏技术可以帮助用户保护个人隐私。
例如，在社交媒体上发布的照片中可能包含一些敏感信息，如家庭住址或银行账户。
通过使用信息隐藏技术，用户可以将这些敏感信息隐藏在照片中，即使被他人下载或传播，也不易被发现和利用。
2. 防御黑客攻击信息隐藏技术可以在网络系统中发现和防御黑客攻击。
黑客常常使用加密手段隐藏他们的恶意代码，绕过安全防护系统。
应用信息隐藏技术可以将防御策略内置到网络系统中，通过嵌入隐藏的信息来监测和跟踪潜在的攻击行为。
3. 恶意软件检测恶意软件是指通过下载或点击恶意链接而感染设备的软件程序。
信息隐藏技术可以应用在恶意软件检测上，通过隐藏相关的恶意代码来隐蔽行动。
这样的技术可以及早发现、跟踪和阻止恶意软件对设备和网络的进一步危害。
三、信息隐藏技术的应用教程以下为信息隐藏技术在网络安全中的应用教程，供读者参考：1. 图片隐写术步骤一：选择一张合适的图片作为载体，并选择要隐藏的秘密信息。
常用的信息隐藏技术有哪些(一)
常用的信息隐藏技术有哪些（一）引言概述：信息隐藏技术是一种用于保护数据隐私和确保信息安全的重要方法。
随着互联网的迅猛发展，隐私泄露和数据安全成为了一个日益严重的问题，因此，探索和应用常用的信息隐藏技术变得愈发重要。
本文将介绍一些常用的信息隐藏技术，以帮助人们更好地了解和应对数据隐私和安全问题。
正文内容：一、隐写术（Steganography）1. 图像隐写术：通过在图像中隐藏数据，例如隐藏在图像的像素值、颜色、像素位置等。
2. 文本隐写术：通过在文本中嵌入信息，例如将数据隐藏在文本的单词、字母、空格等位置。
3. 音频隐写术：通过在音频文件中隐藏信息，例如在音频的音轨、频率谱等位置嵌入数据。
二、水印技术（Watermarking）1. 数字水印：通过将数据嵌入到数字媒体（例如图像、视频、音频等）中，以提供源数据的认证和保护。
2. 视频水印：通过在视频中嵌入标识符号或其他区别于背景的信息，以保护视频的版权和真实性。
3. 数字音频水印：通过在音频中嵌入数字签名或相关信息，用于版权保护和数据完整性验证。
三、加密算法（Cryptography）1. 对称加密算法：使用相同的密钥进行加密和解密，例如AES、DES等。
2. 非对称加密算法：使用不同的密钥进行加密和解密，例如RSA、ECC等。
四、拟态技术（Obfuscation）1. 代码混淆：通过对程序代码进行转换和重组，使其难以理解和分析，以保护知识产权和防止代码逆向工程。
2. 数据混淆：通过改变数据的结构和形式，使其难以被恶意使用者识别和解析。
五、数据备份与恢复技术（Backup and Recovery）1. 数据备份：将数据复制到其他存储介质中，以防止数据丢失和灾难性故障。
2. 数据恢复：通过从备份中恢复数据，将其还原到原始状态。
总结：本文介绍了常用的信息隐藏技术，包括隐写术、水印技术、加密算法、拟态技术以及数据备份与恢复技术。
这些技术在保护数据隐私和信息安全方面起到了重要作用。
信息隐藏技术在数字水印中的应用探究
信息隐藏技术在数字水印中的应用探究随着数字化时代的到来，数字媒体成为人们日常生活不可或缺的一部分。
然而，数字内容的广泛传播也给版权保护、数据完整性等方面带来了挑战。
为了解决这些问题，人们开始研究和应用信息隐藏技术，其中数字水印技术成为一种重要的手段。
本文将探究信息隐藏技术在数字水印中的应用，分析其原理和发展趋势。
一、信息隐藏技术的基本原理信息隐藏技术是通过在数字媒体中插入一种无感知的信息，使其不影响原始媒体内容的可视和可听性，同时实现对信息的确认和提取。
数字水印技术作为信息隐藏技术的一种形式，主要通过修改或嵌入数字媒体中的像素值、频谱或数据等，使得水印可以被嵌入和提取。
在数字水印中，嵌入的信息被称为水印信息，而被嵌入信息的数字媒体被称为载体。
嵌入水印的过程主要包含以下步骤：1. 选择合适的水印嵌入域：可以选择像素域、频域或压缩域等进行嵌入。
不同的域选择将影响水印的可靠性和对原始媒体的干扰程度。
2. 将水印信息与载体进行融合：通过修改载体中的像素或数据，将水印信息嵌入到载体中。
这一步骤可以使用不同的算法和技术来实现，如Least Significant Bit (LSB) 替换法、离散余弦变换 (DCT) 等。
3. 水印数据的可靠性检测：在嵌入水印后，需要对水印数据的可靠性进行验证，以确保水印可以被正确提取出来。
二、数字水印的应用领域数字水印技术在多个领域都有着广泛的应用，其中包括版权保护、信息认证、数据完整性等。
1. 版权保护：数字水印技术可以嵌入到音频、视频等数字媒体中，以证明其所有权和保护作品的版权。
一旦其中的水印信息被篡改或删除，就可以通过检测和提取水印来追溯到侵权来源，维护数字内容的版权权益。
2. 信息认证：数字水印技术可以用于验证数字媒体的真实性和完整性。
例如，在数字图像中嵌入水印信息可以用于确定图像是否被篡改过；在音频文件中嵌入水印信息则可以用于确认音频的来源和完整性。
3. 数据完整性：数字水印技术可以用于保护数据的完整性，防止数据在传输或存储过程中被篡改。
计算机安全信息隐藏与水印复习
计算机安全信息隐藏与水印复习计算机安全信息隐藏与水印旨在通过对数据进行隐写处理，保护数据的安全性和完整性，防止信息被未经授权的人员访问或篡改。
本文将对计算机安全信息隐藏与水印相关概念、原理以及技术进行复习。
一、计算机安全信息隐藏的概念计算机安全信息隐藏是一种将敏感信息嵌入到特定的载体中，以达到隐藏和保护敏感信息不被非法获取的目的的技术。
它与传统的加密技术有所不同，信息隐藏不是对信息进行加密，而是将信息隐藏在载体数据中，使得外界无法察觉到信息的存在。
二、计算机安全信息隐藏的原理计算机安全信息隐藏的基本原理是将要隐藏的信息通过特定的算法加入到载体数据中，使得载体数据看起来没有发生变化，但隐藏的信息可以被提取出来。
隐藏信息的方法包括各种隐写术，如文本隐藏、图像隐藏、音频隐藏等。
1. 文本隐藏：将隐藏信息以不影响正常文本阅读的方式嵌入到文本中。
如通过在空格或字符的位置插入隐藏信息，或者通过改变字母的大小写或位移等方式隐藏信息。
2. 图像隐藏：将隐藏信息以不影响原图观感的方式嵌入到图像中。
常见的方法有最低有效位法、复制法、奇偶校验法等。
3. 音频隐藏：将隐藏信息以不影响音频质量的方式嵌入到音频中。
一般采用频率扩展、相位编码等方法来实现。
三、数字水印的概念数字水印是一种在数字媒体中嵌入特定信息的技术，其主要目的是保护数字媒体的版权及完整性。
数字水印一般分为可见水印和不可见水印两种形式。
可见水印指的是人眼可以看到的文本或图像，而不可见水印则指嵌入到数字媒体中但不会对人眼产生明显影响的信息。
四、数字水印的原理数字水印技术主要通过在原始媒体数据中嵌入特殊的信息，使得该信息对于一般用户是不可感知的。
数字水印的嵌入过程包括两个主要步骤：嵌入和提取。
在嵌入过程中，水印信息被嵌入到原始媒体数据中，而在提取过程中，通过特定的算法将嵌入的水印信息从载体媒体中提取出来。
1. 可见水印：可见水印一般通过改变图像或视频的像素值来实现。
基于信息隐藏技术的数字水印研究
基于信息隐藏技术的数字水印研究数字水印是一种不可见的标识，它能够嵌入在数字内容中，从而防止信息被复制和非法使用。
数字水印技术有着广泛的应用，如音视频版权保护、图像识别和数据完整性验证等。
其中，信息隐藏技术是实现数字水印的核心，它的研究能够提高数字水印的鲁棒性和隐蔽性。
1. 信息隐藏技术信息隐藏技术是将目标信息嵌入到其他信号中，使得嵌入后的信号在保持可接受的质量损失的前提下，尽可能地保持原信号的相似性。
信息隐藏技术主要有两种：基于转换和基于编码。
前者是通过对原信号进行转换，如离散余弦变换和小波变换等，将嵌入信息嵌入到变换系数中；而后者则是通过对原信号进行编码，如LDPC码和Turbo码等，将嵌入信息嵌入到编码信息中。
2. 数字水印数字水印分为可见水印和不可见水印两种。
可见水印指的是在原图像上嵌入具有一定透明度的图像，以标识版权信息或加强图像的可信度。
而不可见水印则是将目标信息嵌入到图像、音频或视频等数字内容中，并且嵌入后的信息是不可感知的。
数字水印有着广泛的应用场景，如图像识别、版权保护、数据完整性验证等。
3. 数字水印的应用数字水印技术可以广泛应用于各个领域。
在版权保护方面，数字音乐、数字电影、数字图书等数字内容都有可能遭受盗版和侵权行为，数字水印的应用可以有效地防止这些行为的发生。
在图像识别方面，数字水印能够对照片、视频等内容进行唯一的标识，从而有效防止内容被篡改或恶意复制。
在数据完整性验证方面，数字水印也能够帮助验证数据的真实性和完整性，是数据保密的重要措施。
4. 数字水印的研究方向数字水印研究的主要方向是提高数字水印的容错率和隐蔽性。
其中，容错率是指数字水印在经过媒介的变换和干扰后依然能够被准确地提取出来的能力；而隐蔽性则是指数字水印能够被嵌入到原信号中，又不影响原信号的质量和效果的能力。
为了提高数字水印的容错率和隐蔽性，研究者们提出了许多算法和技术，如小波变换、奇异值分解以及机器学习等。
信息隐藏与数字水印技术
03
数字水印技术原理
数字水印的嵌入方法
空域嵌入
直接修改图像的像素值来嵌入水印，通常用于可见水印。
频域嵌入
在图像的频率域中嵌入水印，通过修改图像的变换系数实现，具 有较好的鲁棒性。
量子嵌入
利用量子力学原理将水印信息以量子状态的形式隐藏在图像中， 具有极高的安全性。
02
信息隐藏技术原理
隐写术
隐写术是一种将秘密信息隐藏在普通数据中的技术。它通过改变数据的一 些属性，如像素值、音频信号幅度等，来编码秘密信息。
隐写术通常用于在不破坏原始数据的情况下传递秘密信息，接收者需要使 用特定的方法来提取隐藏的信息。
隐写术的优点是隐蔽性好，难以被察觉，但缺点是容量较小，只能传递少 量信息。
对于不同类型的数据，如音频、视频、图像等，信息隐藏和数字水 印技术的适用性和效果也有所不同，需根据实际情况选择。
根据安全性要求选择
如果对数据的安全性要求较高，可以选择信息隐藏技术；如果更关注 数据的完整性和来源认证，可以选择数字水印技术。
信息隐藏与数字水印技术的发展趋势
信息隐藏技术的进一步发 展
随着信息技术的不断进步，信息隐藏技术将 不断改进和完善，提高隐蔽性和鲁棒性。
数字水印技术的多元化应用
随着多媒体技术的普及，数字水印技术将广泛应用 于版权保护、内容认证等领域，并呈现出多元化的 发展趋势。
信息隐藏与数字水印技术 的融合
未来信息隐藏与数字水印技术将相互借鉴和 融合，形成更加高效和安全的信息保护技术 。
05
信息隐藏与数字水印技术的应用 案例
信息隐藏在数据传输中的应用案例
信息隐藏与数字水印技术的应用场景
信息隐藏技术在图片传输中的应用研究
信息隐藏技术在图片传输中的应用研究一、引言信息隐藏技术是一种将秘密信息嵌入至普通信息中的技术。
信息隐藏技术的研究得益于数字图像处理的迅速发展，它主要应用于数字图像、音频和视频中。
其中，信息隐藏技术应用在数字图像领域更为广泛。
本文就信息隐藏技术在图片传输中的应用进行研究和讨论。
二、信息隐藏技术概述信息隐藏技术是一种数字水印技术，主要有以下几种形式：1. 特征域数字水印技术特征域数字水印技术是指在图像的某些特征域上加入水印，例如边缘、色调等。
这种水印方式对图像本身的质量影响较小，但如果攻击手法针对这些特征进行攻击，则鲜明程度较高的图像很可能出现失真情况。
2. 变换域数字水印技术变换域数字水印技术是指在对图像进行变换之后，加入水印信息。
这种方式比较稳定，但可能会改变原来的图像信息，影响原始图像信息的可重构性。
3. 统计域数字水印技术统计域数字水印技术是以像素为单位，通过分析一张图像在某种统计分布下的规律性，来加入水印信息。
这种方式保证了图像的质量，但是容易受到攻击。
三、信息隐藏技术在图片传输中的应用信息隐藏技术在图片传输中的应用是通过将消息隐藏在被传输的图像中，并将图像传送到接收目的地进行解码来实现。
由于水印数据被嵌入到原始图像中，可以保证水印数据的完整性和保密性。
可以通过该种方式将敏感信息传输，降低敏感信息被攻击者获取的风险，保护信息安全。
应用信息隐藏技术在图像传输中的一种常见的方法是在选定的区域内将水印信息进行嵌入，避免对图像本身的质量产生影响。
通常来说，信息隐藏技术在图片传输中的应用大致可分为以下几种：1. 数字版权保护数字版权保护是一种通过信息隐藏技术实现的版权保护方式。
对于数字图像、音频和视频，数字版权保护是必不可少的。
这种技术使得盗版行为变得更加困难，能够有效地保护知识产权。
2. 图像完整性检测在传输中经常会因为网络攻击、恶意修改等原因导致图像失真。
为了检测图像的完整性，信息隐藏技术被用来实现对图像完整性、版权保护的保护机制。
信息隐藏技术的研究与应用
信息隐藏技术的研究与应用一、介绍信息隐藏技术是指一种将一定信息嵌入到其他媒介（如图像、音频、视频等）中的技术。
它可以用于保护数据隐私和版权、数字水印、信息安全等多个领域，因此受到了越来越多的关注和研究。
本文将简要介绍信息隐藏技术的发展过程、应用场景、常用方法以及未来发展趋势。
二、发展过程信息隐藏技术的起源可以追溯到二战期间，当时盟军曾将机密信息嵌入到音乐唱片中，以便在秘密交换中使用。
随着电子技术的日益发展，人们开始利用数字信号处理技术将信息隐藏到数字多媒体中。
2000年以后，信息隐藏技术逐渐成熟，广泛应用于许多领域。
现在，人们对于信息隐藏技术持续进行探索，以期进一步完善该技术的应用效果和方法，为信息安全领域提供更多的保障。
三、应用场景信息隐藏技术的应用场景非常广泛。
以下是几个重要的应用方向。
1、数字水印：数字水印是指将信息隐藏到音频、图像等数字多媒体中的技术。
这种技术可以用于涉及版权方面的保护和证明，例如检测盗版、防止图片盗用等。
2、隐私保护：信息隐藏技术也可以用于隐私保护。
例如，隐私保护算法可以将用户的个人信息嵌入到剪贴板、云服务等模拟媒体中，以此来保护用户的个人隐私。
3、密码学：密码学是指将密文嵌入到伪装成普通多媒体的密文中的技术。
这种技术可以用于向特定人员传递重要机密信息或执行其他秘密任务。
以上三个应用场景只是信息隐藏技术的部分应用。
实际上，信息隐藏技术在许多领域都有广泛的应用，并且随着技术的不断完善，其应用领域将会继续扩展。
四、常用方法信息隐藏技术的实现方法非常多样化。
这里我们介绍三种常用的实现方法。
1、置换法：置换法是指将数据中不相关的低阶位码替换成相关的高阶位码。
例如，在图像中将低阶位的像素值替换成高阶位的像素值。
这种方法实现简单，且嵌入的信息并不影响原始媒介的使用效果。
2、扩频技术：扩频技术是指通过将待隐藏的信息序列按指定模式与一发射信号相乘的方式，实现对待发射信号进行扩展。
这种技术可以使得隐藏的信息在原有媒介中不被检测到，同时也可以有效地抵抗信道干扰，保证信息安全性。
信息隐藏与数字水印技术1
边缘信息的嵌入
– 扩充数据包括对主信号的描述或参考信息、控制信息以及其它媒体 信号等。例如，在某一频道内收看电视，可以通过信息隐藏方法在 所播放的同一个电视节目中嵌入更多的镜头以及多种语言跟踪，使 用户能够按照个人的喜好和指定的语言方式播放。
电子证件/票据防伪
13
数字作品版权保护
14
数字作品版权保护 字
~ X
Chaotic map
extracted watermark 01011... 11110... ...
watermark 11010... 11010 11010... ...
% X w
the watermarked iamge + +
Σ
attack
tampered region +
Chaotic map
（1）具有很大的信息隐藏容量,隐藏容量信息可以达到1-3比特/像素。 （2）计算简单。 （3）掩密图像失真小。 （4）隐藏数据的稳健性差。
27
基于替换LSB的空域信息隐藏方法
举例: 待隐藏信息:1001 取灰度图像的4个像素值(0~255整数)的最低位进行隐藏
隐藏前8位灰度值
34 180 255 2
24
信息隐藏技术嵌入算法
空域信息隐藏方法
– 空域的方法是指在图像、视频、音频的空间域上进行信息隐 藏。通过直接改变宿主媒体的某些像素值（采样值）来嵌入 数据。 – 优点：无需对原始媒体进行变换，计算简单，效率较高 – 缺点：由于水印要均衡不可感知性和稳健性，因而可选择的 属性范围较小。此外，难以抵抗常见信号处理的攻击及噪声 干扰的影响，鲁棒性较差。
原始作品 隐藏版权标识后的作品 版权标识
信息隐藏与数字水印技术研究
1、空域隐藏技术：这种技术是在图像的像素值中直接嵌入信息。常见的有 空域嵌入算法、最低有效位(LSB)算法等。这种方法的优点是简单易行，但鲁棒 性较差，容易受到图像处理和压缩等操作的干扰。
2、频域隐藏技术：在频域隐藏技术中，信息被嵌入到图像的频率分量中。 这种技术可以抵抗一定的图像处理和压缩，但计算复杂度相对较高。
二、数字水印技术
数字水印是信息隐藏的一种特定形式，主要用于版权保护。数字水印通过将 标识信息（如版权所有者信息、授权信息等）嵌入到数字媒体（如图像、音频、 视频等）中，以实现版权保护和盗版追踪。
数字水印技术按照嵌入信息可分为可见水印和不可见水印。可见水印会改变 载体数据的外观，但通常容易被攻击者移除或篡改。不可见水印不会改变载体数 据的外观，因此对攻击者更具挑战性。
3、建立完善的数字水印评价体系：目前，数字水印的评价主要依赖于人工 评估和客观指标评估。如何建立完善的评价体系，使得数字水印的评估更为准确 和公正，是一个需要解决的问题。
参考内容
数字水印是近年来发展起来的一种信息隐藏技术，它通过将一些特定的信息 隐藏在数字媒体中，以达到保护版权、防止篡改、追踪侵权等目的。基于数字水 印的文本信息隐藏方法的研究也因此成为了信息安全领域中的一个重要方向。
信息隐藏技术的核心原理在于使用人的感觉系统对数据的依赖性。人类的感 觉系统，如视觉、听觉等，对于某些特定类型的数据变化并不敏感。例如，我们 可能无法察觉到一段音频或视频中的微小改变，这就为信息隐藏提供了可能。通 过将信息编码为这些人类感觉系统无法察觉的变化，可以确保信息在传输过程中 的安全性。
另一个重要的信息隐藏技术是数据压缩。在这个方法中，信息的发送者会将 信息编码成一种特殊的格式，使得只有使用正确的解码器才能读取和理解信息。 这种方法在保证信息完整性的也大大提高了信息的保密性。
信息隐藏与数字水印技术
空域算法。该类算法中典型的水印算法是将信息嵌入到随机选择的图像点中最不重要的像素位 (LSB:least significant bits)上 ，这可保证嵌入的水印是不可见的。但是由于使用了图像不重要的像素位 ，算法的鲁棒性差 ，水印信息很容易为滤波、图像量化、几何变形的操作破坏。另外一个常用方法是利用像素的统计特征将信息嵌入像素的亮度值中。Patchwork算法方法是随机选择Ｎ对像素点 (ai，bi) ，然后将每个ai点的亮度值加 1 ，每个bi点的亮度值减 1，这样整个图像的平均亮度保持不变。适当地调整参数，Patchwork方法对JPEG压缩、FIR滤波以及图像裁剪有一定的抵抗力，但该方法嵌入的信息量有限。为了嵌入更多的水印信息，可以将图像分块，然后对每一个图像块进行嵌入操作。
透明性 (invisibility) 利用人类视觉系统或人类听觉系统属性 ，经过一系列隐藏处理 ，使目标数据没有明显的降质现象 ，而隐藏的数据却无法人为地看见或听见 。
安全性 (security) 指隐藏算法有较强的抗攻击能力 ，即它必须能够承受一定程度的人为攻击 ，而使隐藏信息不会被破坏 。
1 信息隐藏
1. 1 信息隐藏模型
信息隐藏 (Information Hiding)不同于传统的密码学技术。密码技术主要是研究如何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密码形式 (密文 )进行传递；而信息隐藏则主要研究如何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。对加密通信而言，可能的监测者或非法拦截者可通过截取密文，并对其进行破译，或将密文进行破坏后再发送，从而影响机密信息的安全；但对信息隐藏而言，可能的监测者或非法拦截者则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息，从而能保证机密信息的安全。多媒体技术的广泛应用，为信息隐藏技术的发展提供了更加广阔的领域。
如何利用信息隐藏技术进行匿名通信(三)
信息隐藏技术在现代社会中扮演着重要的角色，尤其是在匿名通信方面。
通过利用信息隐藏技术，人们可以保护他们的隐私并在互联网上进行安全的通信。
本文将探讨如何利用信息隐藏技术进行匿名通信，并讨论一些相关的概念和方法。
一、信息隐藏技术简介信息隐藏技术是一种通过将信息嵌入到其他媒介中来隐藏或传递信息的技术。
在匿名通信中，这些媒介可以是文本、图像、音频或视频等。
基于信息隐藏技术的匿名通信可以有效地保护用户的身份和隐私。
二、隐写术与数字水印隐写术和数字水印是两种常见的信息隐藏技术。
隐写术是将隐藏的信息直接嵌入到媒介中，以保证隐藏性和安全性。
数字水印则是将一些不可见或不易察觉的信息嵌入到媒介中，主要用于保护版权和验证数据的完整性。
三、使用隐写术进行匿名通信在匿名通信中，隐写术可以用于隐藏通信的内容和发送者的身份。
一个常见的方法是将消息嵌入到一些看似无关的数据中，如图片或音频文件。
针对隐写术的检测方法也越来越先进，因此在执行匿名通信时需要选择合适的工具和算法来保护隐私。
四、使用数字水印进行匿名通信数字水印在匿名通信中的主要作用是保护隐私并验证数据的真实性。
例如，在传输敏感文档时，可以在文档中嵌入数字水印来追踪和验证文件的来源和完整性。
此外，数字水印还可以用于在加密通信中检测篡改和改变密钥。
五、匿名通信的挑战和解决方案虽然信息隐藏技术可以提供一定程度的匿名性和安全性，但仍然面临一些挑战。
其中一个挑战是如何防止第三方获取到通信的元数据，如发送和接收的时间戳、IP地址等。
对于这个问题，可以使用匿名网络和多重中继来隐藏通信的轨迹。
另一个挑战是如何保证通信的安全性。
除了使用加密算法外，还可以结合信息隐藏技术来增加通信的安全性。
例如，可以将加密的消息嵌入到无关媒介中，使得即使有人截获通信，也无法破解加密数据。
六、信息隐藏技术的未来发展随着技术的不断进步，信息隐藏技术在匿名通信领域将继续发展。
例如，基于深度学习的方法可以更好地隐藏和识别隐藏的信息，从而提高匿名通信的效果。
信息隐藏与数字水印
历年文献统计
数字水印与信息隐写
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
数字水印 信息隐写
1998
2000
2002
2004
统计源：IEEE、IEE期刊、会议论文
历年文献统计
信息隐写与隐写分析
140 120 100 80 60 40 20 0 1998 2000 2002 2004 信息隐写 隐写分析
古代的隐写术
卡登格子
中国古代设计的信息隐藏方法中， 中国古代设计的信息隐藏方法中，发送者和接收者 各持一张完全相同的、带有许多小孔的纸， 各持一张完全相同的、带有许多小孔的纸，这些孔 的位置是被随机选定的。 的位置是被随机选定的。发送者将这张带有孔的纸 覆盖在一张纸上，将秘密信息写在小孔的位置上， 覆盖在一张纸上，将秘密信息写在小孔的位置上， 然后移去上面的纸， 然后移去上面的纸，根据下面的纸上留下的字和空 余位置，编写一段普通的文章。 余位置，编写一段普通的文章。接收者只要把带孔 的纸覆盖在这段普通文字上， 的纸覆盖在这段普通文字上，就可以读出留在小孔 中的秘密信息 16世纪早期 意大利数学家Cardan(1501-1576)也 世纪早期， 在16世纪早期，意大利数学家Cardan(1501-1576)也 发明了这种方法， 发明了这种方法，这种方法现在被称作卡登格子法
信息隐藏问题描述
囚犯问题
两个囚犯A 两个囚犯A和B被关押在监狱的不同牢房，他们想通过 被关押在监狱的不同牢房， 一种隐蔽的方式交换信息， 一种隐蔽的方式交换信息，但是交换信息必须要通过 看守的检查。因此， 看守的检查。因此，他们要想办法在不引起看守者怀 疑的情况下，在看似正常的信息中， 疑的情况下，在看似正常的信息中，传递他们之间的 秘密信息
信息隐藏与数字水印实验教程课程设计
信息隐藏与数字水印实验教程课程设计课程设计简介信息隐藏和数字水印是一类在数字媒体内容中嵌入一些“隐蔽”的信息的可逆技术，其中信息隐藏以隐藏为目标，数字水印以鉴别为目标。
本课程设计是一款针对信息隐藏和数字水印技术的实验教程，旨在让学生了解信息隐藏和数字水印的基本概念、算法流程及实验操作。
实验教程实验1：LSB信息隐藏LSB信息隐藏是一种较为简单的信息隐藏技术，利用了图像或音频信号中的最低有效位（LSB）来储存信息。
本实验将让学生了解LSB信息隐藏的基本思路和实现流程。
实验步骤：1.安装Python编程环境和必要的库（numpy、pillow等）；2.编写Python代码实现将信息隐藏到图像中的最低有效位；3.对图像进行解密，将隐藏的信息提取出来并显示。
实验要求：1.能够了解LSB信息隐藏的原理；2.能够独立完成Python代码的编写和调试；3.能够对嵌入信息后的图像进行正确解密。
实验2：DCT数字水印DCT数字水印是一种在频域中实现数字水印嵌入到图像或视频信号中的可逆算法，其中DCT（离散余弦变换）是一种常见的频域转换方式。
本实验将让学生了解DCT数字水印的基本原理和实现方法。
实验步骤：1.安装MATLAB编程环境和必要的工具箱（image processing等）；2.编写MATLAB代码实现将数字水印嵌入图像中的DCT系数；3.对嵌入数字水印后的图像进行攻击，如JPEG压缩、调整亮度等；4.对加入攻击后的图像进行解密，将数字水印提取出来并验证。
实验要求：1.能够了解DCT数字水印的基本原理；2.能够独立完成MATLAB代码的编写和调试；3.能够对加入攻击后的图像进行正确解密和验证。
实验结论通过本次课程设计，学生能够了解信息隐藏和数字水印的基本概念，并通过实验了解LSB信息隐藏和DCT数字水印的基本算法和实现方式。
同时，学生也能够了解到数字水印的鲁棒性和对攻击的抵抗能力，以及对数字媒体内容可信度的提升。
信息隐藏技术
信息隐藏技术信息隐藏技术是一项涉及数据加密和安全通信领域的重要研究领域。
它旨在通过在传输的数据中嵌入隐藏信息，从而保护数据的机密性和完整性。
本文将介绍信息隐藏技术的基本原理、常见应用场景以及其在信息安全领域的前景。
一、基本原理信息隐藏技术的基本原理是在源数据中嵌入隐藏信息，使得源数据和隐藏信息在视觉上或统计上不可分辨。
常见的信息隐藏技术包括隐写术和数字水印。
隐写术是将隐藏信息嵌入到载体数据中，例如将文本信息嵌入到图片中。
而数字水印是将隐藏信息耐造成载体数据的一部分，例如通过在音频文件中嵌入版权信息。
二、常见应用场景信息隐藏技术在多个领域都有广泛应用。
以下列举几个常见的应用场景。
1. 信息安全领域：信息隐藏技术可以用于加密传输的数据，从而增强数据的保密性。
例如，将机密文件隐藏在常规的图像文件中，可以在不引起怀疑的情况下传输敏感信息。
2. 数字版权保护：数字水印技术可以用于保护数字内容的版权。
通过在音频、视频或图像文件中嵌入唯一的标识符，可以追踪和识别盗版内容。
3. 反欺诈检测：信息隐藏技术可以用于检测和防止电子邮件、文件或音频中的欺诈行为。
例如，在电子邮件中嵌入隐藏的标记，可以帮助识别伪造的邮件。
4. 数字取证：隐写术和数字水印技术在数字取证中起着重要的作用。
通过分析和提取隐藏信息，可以帮助调查人员追踪电子证据的来源和真实性。
三、信息隐藏技术的前景随着互联网的快速发展和信息交换的普遍性，信息隐藏技术在信息安全领域的重要性不断增加。
随着计算机处理能力的提高和更复杂的算法的开发，信息隐藏技术将变得更加先进和不可检测。
这将为信息安全提供更强的保护，并对反欺诈、版权保护和数字取证等领域产生深远的影响。
总之，信息隐藏技术是一项重要的研究领域，涵盖了隐写术和数字水印等技术。
它为数据加密、数字版权保护、反欺诈检测和数字取证等领域提供了有效的解决方案。
随着技术的进一步发展，信息隐藏技术将在信息安全领域发挥越来越重要的作用。
信息隐藏与通信保密-07数字水印原理
数字水印分类
外观分类： 1）可见水印 2）不可见水印
数字水印分类
加载方法上分类： 1）空间域分类：a)最低有效位方法，b) 拼凑 方法，c) 文档结构微调法。
2）变换域水印： a) DCT变换
数字水印分类
水印检测方法分类： 1）私有水印和公开水印 2）私钥水印和公钥水印
水印的特性上分类： 1）健壮性数字水印：标志保护 2）脆弱性数字水印：完整性保护
失真度衡量方法：
1. 主观性能：等级划分 2。客观评价： 平均绝对差分。 信噪比 SNR
峰值信噪比 PSNR
人的主观和SNR共同的衡量比较好。最好是 根据人的感官系统模型来进行失真度度量。
数字水印的应用
1. 版权保护 2. 数字指纹 3. 认证和完整性校验 4. 内容标识和隐藏标识 5. 使用控制 6. 使用控制
数字水印分类
使用目的上进行分类： 1）版权标识水印: 版权认证 2）数字指纹水印：防止非法拷贝等。
数字水印的性能评价
主观和客观评价方法：各有优劣。 不可察觉性：主观，客观 嵌入数据量，嵌入算法均会影响。 一个好的嵌入算法：应该能够嵌入较多的 信息而引起的视觉感知最小。 水印的评价准则： 1）健壮性，抗…. 2）失真的主观和客观评价
数字水印的研究方向
数字水印理论 数字水印健壮性分析 数字水印的协议 等等
信息隐藏与通信保密
07节 数字水印基本原理
本次内容目录：
——数字水印基本原理—— 所以本章主要内容： 1）数字水印的背景 2）数字水印的定义 3）数字水印的分类 4）数字水印的评价 5）数字水印的应用与方向
数字水印基本原理
信息隐藏：伪装通信，隐秘传输 数字水印：版权保护 （研究热点）
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数字水印应该难以被擦除，任何试图完全破 坏水印的努力将对载体的质量产生严重破坏
好的水印算法应该对信号处理、几何变形、 恶意攻击等具有稳健性
数字水印三要素
水印本身的结构
版权所有者、合法使用者等具体信息 伪随机序列 图标
水印嵌入算法 水印检测算法
数字水印加载和检测流程
通信模型分类
——按载体对检测器的贡献分类
将载体等效为噪声，认为载体未知
将载体图像与信号处理、攻击同等对待。信息提取 端将载体、信号处理和攻击都看作信道噪声和干扰
利用已知载体的信息
如果将载体内容仅仅视为噪声，则忽略了“信息嵌 入端完全知道载体的内容”的事实
把载体内容视为信道边信息 Cox认为这种模型与已知边信息的通信模型很类似 寻找最佳嵌入方案，设计更有效的信息嵌入和提取
密钥k
信息隐藏的原理框图
名词
A打算秘密传递一些信息给B，A需要从一个随 机消息源中随机选取一个无关紧要的消息c， 当这个消息公开传递时，不会引起怀疑，称这 个消息c为载体对象
把需要秘密传递的信息m隐藏到载体对象c中， 此时，载体对象c就变为伪装对象c’
秘密信息的嵌入过程需要密钥，此密钥称为伪 装密钥
脆弱性数字水印
要求水印对载体的变化很敏感，根据水印的状态来 判断数据是否被篡改过
特点：载体数据经过很微小的处理后，水印就会被 改变或毁掉
主要用于完整性保护 与稳健性水印的要求相反
从使用目的上分类
版权标识水印
基于数据源的水印
水印信息标识作者、所有者、发行者等， 并携带有版权保护信息和认证信息，用于 发生版权纠纷时的版权认证，还可用于隐 藏标识、防拷贝
技术上是可行的
需要吗？
信息隐藏
加密：对秘密信息本身进行保护，但信息的传递过 程是暴露的
隐藏：掩盖秘密信息存在的事实
将密码学与信息隐藏相结合，就可以同时保证 信息本身的安全和信息传递过程的安全
现代战争——信息战
尤其是国家安全部门需要研究伪装式信息安全的攻 与防
需要吗？
数字水印
用于拷贝保护的数字水印：水印与作品的使用 工具相结合（如软硬件播放器等），使得盗版 的作品无法使用
数字水印的特点
安全性
数字水印难以被发现、擦除、篡改或伪造
可证明性
数字水印应能为宿主数据的产品归属问题提 供完全和可靠的证据
数字水印的特点
不可感知性
从感观上和统计上都不可感知
数字产品的无失真复制的特点，造成版权保 护和管理方面的漏洞
信息隐藏的研究状况
1992年国际上正式提出信息隐形性研究 1996年国际第一届信息隐藏研讨会 1998、1999、、、信息隐藏研讨会 各种大型国际会议中都有信息隐藏和数
字水印的专题 国内信息隐藏研讨会每年召开（1999年
2000
2002
2004
统计源：IEEE、IEE期刊、会议论文
信息隐藏
利用人类感知系统以及计算机处理系统 的冗余
载体可以是任何一种多媒体数据，如音 频、视频、图像、甚至文本、数据等
被隐藏的信息也可以是任何形式（全部 作为比特流）
主要用于军队和安全部门
信息隐藏问题描述
囚犯问题
两个囚犯A和B被关押在监狱的不同牢房，他们想通 过一种隐蔽的方式交换信息，但是交换信息必须要 通过看守的检查。因此，他们要想办法在不引起看 守者怀疑的情况下，在看似正常的信息中，传递他 们之间的秘密信息
开始）
历年文献统计
数字水印与信息隐写
500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0 1998
2000
2002
2004
数字水印 信息隐写
统计源：IEEE、IEE期刊、会议论文
历年文献统计
信息隐写与隐写分析
140
120
100
80 信息隐写
60
隐写分析
40
20
0 1998
不可见水印（不可察觉水印）
水印在视觉上不可见，目的是为了将来起 诉非法使用者。不可见水印往往用在商业 用的高质量图象上，而且往往配合数据解 密技术一同使用
从加载方式上分类
空间域水印
LSB方法 拼凑方法 文档结构微调方法
变换域水印
DCT变换，小波变换，傅立叶变换， Fourier-Mellin变换或其它变换
消息
发送器
信道
接收器
消息 通信系统
消息
信息嵌 入
伪装载 体
信息提 取
隐藏系统 消息
比较
目标相同：都是向某种媒介（称为信道） 中引入一些信息，然后尽可能可靠地将 该信息提取出来
约束条件：
通信系统：最干扰
通信系统：主要为传输媒介的干扰，如设备 噪声、大气环境干扰等
非法的行为，如诽谤、敲诈勒索以及假冒的 商业购买行为
信息隐藏检测
在信息隐藏技术的应用中，使用者的伦 理道德水平并不是很清楚
信息隐藏的对立面——隐藏检测技术应 运而生
数字水印的定义
数字水印是永久镶嵌在其他数据（宿主 数据）中具有可鉴别性的数字信号或模 式，并且不影响宿主数据的可用性
实现信息隐藏的基本要求
载体对象是正常的，不会引起怀疑 伪装对象与载体对象无法区分，无论从
感观上，还是从计算机的分析上 信息隐藏的安全性取决于第三方有没有
能力将载体对象和伪装对象区别开来 对伪装对象的正常处理，不应破坏隐藏
的信息
信息隐藏的安全性
信息隐藏系统的安全性
系统自身算法的安全性 各种攻击情况下的安全性
看守者
被动看守者：只是检查传递的信息有没有可疑的地 方
主动看守者：故意去修改一些可能隐藏有信息的地 方，或者假装自己是其中的一个囚犯，隐藏进伪造 的消息，传递给另一个囚犯
信息隐藏的原理框图
载体信 息源
A 秘密消息m
载体对象c
伪装对象c’
信息嵌入 算法
不安全信 道
信息提取 算法
Ｂ 秘密消息m
音频水印
保护MP3、CD、广播电台的节目内容等
从载体上分类
软件水印
是镶嵌在软件中的一些模块或数据，通过 它们证明该软件的版权所有者和合法使用 者等信息
文档水印
确定文档数据的所有者
从外观上分类
可见水印（可察觉水印）
如电视节目上的半透明标识，其目的在于 明确标识版权，防止非法的使用，虽然降 低了资料的商业价值，却无损于所有者的 使用
攻击一个信息隐藏系统
证明隐藏信息的存在 破坏隐藏信息 提取隐藏信息
安全的：如果攻击者经过各种方法仍然不能判 断是否有信息隐藏
攻击者：判断是否有隐藏
定义一个检验函数 f：C →{0,1}
1 f (c) 0
c中含有秘密消息 其它
判断结果
实际有隐藏，判断有隐藏——正确 实际无隐藏，判断无隐藏——正确 实际无隐藏，判断有隐藏——错误
误判
实际有隐藏，判断无隐藏——错误
漏判
实用的信息隐藏系统
假设
攻击者误判的概率为α 攻击者漏判的概率为β
一个实用的信息隐藏系统应该尽可能使 β 最大
一个理想的信息隐藏系统应该有β =1 即，所有藏有信息的载体都被认为没有
隐藏信息而被放过，达到了信息隐藏、 迷惑攻击者的目的
用 户密 钥
无 水印 的 输 入图 像
数 字水 印 插 入算 法
有 水印 的 输 出图 像
数 字水 印
数 字水 印 插入 过程
用 户密 钥
有 水印 的 输 入图 像
数 字水 印 （ 特 定的 I D〕
数 字水 印 检 测算 法
数 字水 印 检测 过程
判 决结 果 （ 有 水印 存 在？ 〕
数字水印的分类
信息隐藏的应用
军事和情报部门
现代化战争的胜负，越来越取决于对信息的 掌握和控制权
军事通信中通常使用诸如扩展频谱调制或流 星散射传输的技术使得信号很难被敌方检测 到或破坏掉
伪装式隐蔽通信正是可以达到不被敌方检测 和破坏的目的
信息隐藏的应用
需要匿名的场合
包括很多合法的行为，如公平的在线选举、 个人隐私的安全传递、保护在线自由发言、 使用电子现金等
隐藏系统：不只受到无意的干扰，还受到各 种主动攻击
隐藏系统：已知更多的信道信息（载体信号 是已知的）
通信模型分类
——根据噪声性质分类
加性噪声信道模型
设原始图像为I0，待隐藏信息为W，隐藏后图像为I1，接收 端收到的图像为I2，待隐藏信息经过特定的处理后加载到 图像的空间域或变换域中，用I1－I0＝f(W)表示，图像在 信道中受到的处理用I2－I1＝P表示
从检测方法上分类
私有水印和公开水印
私有水印（非盲水印）：水印检测时需要 原始载体
公开水印（盲水印）：水印检测时无需原 始载体
从水印特性上分类
健壮性数字水印
要求水印能够经受各种常用的操作，包括无意的或 恶意的处理
只要载体信号没有被破坏到不可使用的程度，都应 该能够检测出水印信息
方法：定义某种距离的度量，在允许干扰范围内， 选择载体图像，使得检测概率最大
通信模型分类
——按是否考虑主动攻击分类
主动攻击的建模难度很大，一些文献只 考虑原始载体和某类信号处理对信息隐 藏的影响（被动攻击）
利用博弈论思想考虑主动攻击的影响
把信息隐藏看作信息隐藏者和攻击者之间的 博弈过程，定义载体信号嵌入信息前后、受 到攻击前后的距离，在这种距离定义条件下， 嵌入过程和攻击过程分别受到约束，隐藏容 量就是平衡点处的容量值