信息隐藏技术论文

河南理工大学

计算机科学与技术学院

课程论文

2014— 2015学年第一学期

课程名称信息隐藏技术

设计题目信息隐藏技术综述

姓名

学号

专业班级

指导教师

201 年月日

目录

摘要 (1)

1信息隐藏的基本方式 (2)

1.1传输隐藏 (2)

1.2载体隐藏 (2)

1.3存储隐藏 (2)

2信息隐藏的实现方法 (3)

2.1基于替换的信息隐藏方法 (3)

2.2基于变换的信息隐藏方法 (3)

2.3基于扩频的信息隐藏方法 (4)

3信息隐藏技术对隐蔽通信的启示 (4)

3.1隐话于数 (5)

3.2隐秘于明 (5)

小结 (6)

摘要

信息隐藏的思想起源于隐写术，它是一种将秘密信息隐藏于另一个非机密文件内容之中，在传输、存储过程中不被察觉和发现，接收者获得隐藏对象后，按照约定规则还原秘密信息的技术。其道理如同生物学上的保护色，巧妙地将自己伪装隐藏于自然环境中，免于被天敌发现而遭受攻击。

信息隐藏技术可以追溯到远古时代，方法从音符、咒语到五花八门的隐写术，但隐写术发展一直比较缓慢，没有成为一门独立的学科，人们对于信息保密更多的是采用密码技术。直到信息技术和计算机技术高度发达的今天，数字化信息与隐写术相结合，为古老的隐写术注入了新的活力，使得数字化信息隐藏技术成为一门全新的技术，为探索非密码的通信安全提供了新途径。

关键字：信息隐写术传输隐藏

1.1传输隐藏

在视频通信系统中隐藏信息，利用视频通信压缩编码中可利用的资源，在确保不使视频信号质量严重下降的前提下，嵌入压缩的话音编码，形成秘密通信信道。同时数据通信中的ip包和tcp 包，均有未使用的保留空间，可用来传输隐藏信息。另外，ip包的时间戳也可传送1个比特的数据。

1.2载体隐藏

在文本文件、图像文件及可执行文件中插入秘密信息，可实现信息隐藏。利用话音信号的自然冗余性，将秘密信息直接编码到文件内容中去，或将其编码到文本格式中，形成以文本为载体的信息隐藏。将秘密信息插入图像文件中对人的视觉系统不敏感的比特位，在不影响图像质量的前提下实现信息隐藏。利用可执行文件中的冗余信息，加载秘密信息。

1.3存储隐藏

利用计算机系统中保留或未使用的空间保存秘密信息，为隐藏信息提供另外一种方式，通过创建隐藏分区、使用操作系统分配给文件但未使用的空间来隐藏信息。同一个计算机系统中不同安全级别的两台主机，根据预先约定的规则，通过存储特定数据也可传递信息。级别高的主机在特定区域存储不同大小、不同名称的文件，级别低的主机虽不能访问数据，但可从文件列表获取所要的信息。

2.1基于替换的信息隐藏方法

基于替换的信息隐藏，就是用秘密信息比特替换掉伪装载体中不重要的比特，实现对秘密信息的隐藏。如果这种嵌入的信息在传输过程中不被察觉，接收者就可从秘密信息嵌入的位置提取出秘密信息。常用的替换方法：一是最低比特位替换。就是利用图像位平面最低几位比特对人的视觉系统不敏感的特性，将这些比特替换成秘密信息的相应比特。利用此种方法可在伪装载体中隐藏大量秘密信息而不被察觉。二是伪随机置换。就是把秘密信息比特近似随机地分散在整个载体中。用伪随机数发生器产生索引序列，并在以此为索引的载体元素中插入秘密信息。利用此种方法插入比特的顺序无规律可找，因而增加了被攻击的复杂度。三是载体区域和奇偶校验位替换。将载体伪随机地分成若干个不相接的载体区域，在每个区域的奇偶校验位上嵌入一个信息比特，若奇偶校验位与信息比特不匹配，则区域中所有值最低一个比特位反转，使二者相等，在译码过程中计算出所有区域的奇偶校验位，排列起来重构信息。四是量化和抖动替换。利用数字图像的抖动和量化处理过程插入秘密信息。运用预测编码的量化误差，通过调整差分信号δi来传送秘密信息。五是osi网络协议帧结构替换。就是将秘密信息插入tcp/ip 包中未使用的空间，形成一个秘密的通信信道。

2.2基于变换的信息隐藏方法

基于变换的信息隐藏，即使用离散余弦变换或小波变换在图

像中嵌入信息，以获得更为健壮的隐藏信息。小波变换法是将所要传送的图像初始化（每个像素后r位置1），后经小波变换，分解成不同尺度空间、不同分辨率的一系列子图像，再对这些子图像进行适当量化、编码和加密隐藏处理，完成秘密信息的隐藏。回声隐藏法是一种有代表性的变换技术，即在离散信号f(t)中引入回声f(t －δt) ，生成伪装信号c(t)＝f(t)＋af(t－δt)来隐藏信息。利用回声信号延时δt进行编码，发送δt表示信号编码“0”，发送δt’表示信号编码“1”。发送端将信号分成间隔大小不一的多个信号段，每一个信号段插入一个秘密比特，接收方通过同步措施重构信号段，并从伪装信号中提取秘密信息。

2.3基于扩频的信息隐藏方法

借鉴扩频通信技术原理，将信号调制到远远大于所需的带宽内传输，让信号淹没于信道噪声和热噪声之中，接收端采用相关检测法恢复出有用信号，滤除干扰信号，实现信息隐藏。由于这种方法占用频带很宽，所传输信号的信噪比（可以工作于负信噪比条件下）和功率谱密度都很小，因而很难被检测和干扰，具有很强的隐蔽性和较低的截获概率。

除此之外，基于统计知识的信息隐藏、基于变形技术的信息隐藏、基于神经网络的信息隐藏等许多信息隐藏方法尚在研究中。

3.信息隐藏技术对发展隐蔽通信的启示

信息隐藏技术与密码技术相比，在于它麻痹了攻击者的意志，

使得秘密信息隐藏于信息海洋之中，从而获得意想不到的安全效果，受到人们越来越多的关注，同时也为隐蔽通信提供了一种思路，可以用在特殊情况下的最低限度通信。

3.1“隐话于数”

随着信息技术的迅速发展，数据通信业务增长较快。将秘密的话音业务隐藏于数据海洋中，不失为一种可取的方法。一是在发端采取特殊的话音编码技术，将编码后的话音编码插入数据文件中，替换数据文件中的冗余信息，如文本文件、图像文件等，接收端用特殊的解码设备将其还原出来。二是在基于以太网技术的数据包中插入编码后的秘密信息，如将其插入ip帧结构或tcp帧结构中保留的比特位，并以特定的记号标识数据包的顺序。三是将其插入噪声中。借鉴信息隐藏技术中量化和抖动替换技术，在有特殊需要的情况下，将秘密信息插入噪声中传送，用于特殊时期敏感信息的隐蔽传递。

3.2“隐秘于明”

在发送端将要保护的信息隐藏到公开的信息之中，通过公共信道传给接收端；在接收端，根据事先约定好的信息隐藏提取方法，从收到的信息中提取出秘密信息。一是采用无密钥信息隐藏通信。无需隐藏用的密钥，直接将少量秘密信息嵌入到大量公开载体之中，收发双方分别使用预设的嵌入算法和提取算法处理信息，从而达成隐蔽通信。二是采用私钥信息隐藏通信。发送端使用一个密钥将秘密信息嵌入选定的公开载体，在接收端使用解密钥从载体上提