信息隐藏结课论文

《信息隐藏原理及应用》结课论文

《信息隐藏原理概述》

2013——2014第一学年

学生姓名***

专业班级***班

学生学号*********

指导教师****

二〇一三年十二月十八日

信息隐藏原理概述

摘要

在信息技术飞速发展的今天，人们对信息安全给予了更多关注。因为每个Web站点以及网络通信都依赖于多媒体，如音频、视频和图像等。随着数字隐藏技术的发展，在特定的应用方面对其技术性能又提出了更高、更具体的要求，在一般的信息隐藏方法中，这些特性都是相互冲突、互相矛盾的而信息隐藏这项技术将秘密信息嵌入到多媒体中，并且不损坏原有的载体。在没有专门检测工具的情况下，第三方既觉察不到秘密信息的存在，也不知道存在秘密信息。因此密钥、数字签名和私密信息都可以在Internet上安全的传送。因此信息隐藏领域已经成为信息安全的焦点。

【关键词】：信息隐藏，网络，信息，稳私，算法

目录

引言 (4)

一、信息隐藏技术的现实意义 (5)

1.1 隐写术(Steganography) (5)

1.2 数字水印技术(Digital Watermark) (6)

1.3 可视密码技术 (6)

二、基本原理 (6)

三、信息隐藏的特点 (7)

3.1 隐蔽性 (7)

3.2 不可测性 (7)

3.3 不可见性 (7)

3.4 不可感知性 (8)

3.5 鲁棒性 (8)

3.6自恢复性 (9)

四、信息隐藏的计算和技术实施策略 (9)

五、信息隐藏技术的应用 (10)

5.1 数据保密通信 (11)

5.2 身份认证 (11)

5.3 数字作品的版权保护与盗版追踪 (11)

5.4 完整性、真实性鉴定与内容恢复 (11)

六、结束语 (12)

参考文献 (13)

引言

目前，随着因特网的普及、信息处理技术和通信手段的飞速发展，使图像、音频、视频等多媒体信息可以在各种通信网络中迅速快捷的传输，给信息的压缩、存储、复制处理等应用提供了更大的便利。同时，也为信息资源共享提供了条件，目前网络已经成为主要的通讯手段。各种机密信息，包括国家安全信息、军事信息、私密信息（如信用卡账号）等都需要通过网络进行传输，但互联网是一个开放的环境，在其上传输的秘密关系着国家安全、经济发展和个人稳私等方方面面的安全，所以信息安全在当今变得越来越重要。

所谓的信息隐藏是利用媒体信息普遍存在的冗余特性，将秘密信息隐藏在其他媒体信息中。其首要目标就是使加入隐藏信息后的媒体目标的质量下降，尽可能地小，使人无法觉察到隐藏的数据，或者知道它的存在，但未经授权者无法知道它的位置，并不像传统加密过的文件一样，看起来是一堆会激发非法拦截者破解机密资料动机的乱码，而是看起来和其它非机密性的一般资料无异，因而十分容易逃过非法拦截者的破解。其道理如同生物学上的保护色，巧妙地将自己伪装隐藏于环境中，免于被天敌发现而遭受攻击。

人的眼睛或耳朵本身对某此信息都有一定的掩蔽效应，利用人的这些特点，可以很好地将信息隐藏而不被察觉，而信息隐藏过程一般由密钥来控制，通过嵌入算法将有意义的信息即嵌入对象隐藏于掩护对象中，从而生成隐密载体，隐密载体通过信道传输到接受端，在密钥的控制下采用特定的提取算法从隐藏载体通过信道提取出嵌入对象，利用密钥从中恢复或检测出隐藏的秘密信息，从而使用户获得真实可靠的信息使非法者不知道这个载体信息中是否隐藏了其它的信息，而且即使知道，也难以提取隐藏的信息，从而实现信息的保密。

一、信息隐藏技术的现实意义

在网络飞速发展的今天，信息隐藏技术的研究更具有现实意义。将加密技术融合到信息隐藏技术中来，并将信息隐藏中的子分支数字水印中的经典算法加以改进也融合进信息隐藏技术，使整个信息隐藏过程达到理论上的最高安全级别。所以基于算法的隐蔽通信研究具有不可估量的现实意义。

信息隐藏技术是近几年来国际学术界兴起的一个前沿研究领域。特别是在网络技术迅速发展的今天，信息隐藏技术的研究更具有现实意义。目前，为保证数据传输的安全，需要采用数据传输加密技术、信息隐藏技术、数据完整性鉴别技术；为保证信息存储安全，必须保证数据库安全和终端安全。信息安全的研究包括两个主要研究方向：信息加密与信息隐藏。在信息安全的研究理论体系和应用体系中，密码技术已经历了长期的发展，形成了较完整的密码学理论体系，有一系列公认的、经典的可靠的算法，然而，在现代信息科学技术的条件下的信息隐藏，虽然可以追溯到公元前，但其完备的理论体系还尚未建立。信息隐藏与传统的信息加密有明显的区别，传统的密码术以隐藏信息的内容为目的，使加密后的文件变得难以理解，而信息隐藏是以隐藏秘密信息的存在为目标。

1.1 隐写术(Steganography)

隐写术就是将秘密信息隐藏到看上去普通的信息(如数字图像)中进行传送。现有的隐写术方法主要有利用高空间频率的图像数据隐藏信息、采用最低有效位方法将信息隐藏到宿主信号中、使用信号的色度隐藏信息的方法、在数字图像的像素亮度的统计模型上隐藏信息的方法、Patchwork方法等等。当前很多隐写方法是基于文本及其语言的隐写术，如基于同义词替换的文本隐写术，an efficient linguistic steganography for chinese text一文章就描述采用中文的同义词替换算法。其他的文本的隐写术有基于文本格式隐写术等。

1.2 数字水印技术(Digital Watermark)

数字水印技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体(包括多媒体、文档、软件等)当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统(如视觉或听觉系统)觉察或注意到。目前主要有两类数字水印,一类是空间数字水印,另一类是频率数字水印。空间数字水印的典型代表是最低有效位(LSB)算法,其原理是通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。频率数字水印的典型代表是扩展频谱算法,其原理是通过时频分析,根据扩展频谱特性,在数字图像的频率域上选择那些对视觉最敏感的部分,使修改后的系数隐含数字水印的信息。

1.3 可视密码技术

可视密码技术是Naor和Shamir于1994年首次提出的,其主要特点是恢复秘密图像时不需要任何复杂的密码学计算,而是以人的视觉即可将秘密图像辨别出来。其做法是产生n张不具有任何意义的胶片,任取其中t张胶片叠合在一起即可还原出隐藏在其中的秘密信息。其后,人们又对该方案进行了改进和发展。主要的改进办法办法有：使产生的n张胶片都有一定的意义,这样做更具有迷惑性;改进了相关集合的造方法;将针对黑白图像的可视秘密共享扩展到基于灰度和彩色图像的可视秘密共享。

二、基本原理

信息隐藏技术是20世纪90年代中期从国外必起的一门集多学科理论与技术于一身的新兴技术领域，它涉及感知科学、信息论、密码学等多个学科领域，涵盖信号处理、扩频通信、图像处理等多种专业技术的研究方向。假设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，不会引起人们的怀疑，称这个消息为载体对象（Cover Message）C；把秘密信息（Secret Message）M隐藏到载体对象C中，此时，载