信息隐藏技术

xxxxx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

联系方式

2014 年10 月27 日

信息隐藏技术综述

Xxx

河南理工大学计算机系焦作 454000

摘要：本文首先介绍了信息隐藏的理论概念，然后阐述了信息隐藏技术的特征，以及基于图像基于图像的信息隐藏检测技术和信息隐藏技术在现实中的应用，最后对信息隐藏技术的发展和系统开发作了分析与展望。

关键词：信息隐藏基于图像检测技术

一、信息隐藏概述

（一）概念简介

信息隐藏（Information Hiding），也称作数据隐藏（Data Hiding），或称作数字水印（Digital Watermarking）。简单来讲，信息隐藏是指将某一信号（一般称之为签字信号，Signature Signal）嵌入（embedding）另一信号（一般称之为主信号，Host Signal，或称之为掩护媒体，cover-media）的过程，掩护媒体经嵌入信息后变成一个伪装媒体（stegano-media）。这一嵌入过程需要满足下列条件：

1.签字信号的不可感知性（Imperceptibility）。换句话讲，签字信号嵌入后，主信号的感知特性没有明显的改变，签字信号被主信号" 隐藏" 了起来。

2.签字信号的鲁棒性（Robustness）。签字信号对主信号的各种失真变换，如失真信号压缩、仿射变换、加噪、A/D 或 D/A 转换等，以及各种恶意性攻击（MaliciousAttack），都应体现出一定的鲁棒性。除非主信号的感知特性被明显的破坏，签字信号将很难被去除。

信息隐藏的发展历史可以一直追溯到"匿形术（Steganography）" 的使用"匿形术" 一词来源于古希腊文中"隐藏的"和"图形"两个词语的组合。虽然"匿形术"与"密码术Cryptography）"都是致力于信息的保密技术，但是，两者的设计思想却完全不同。"密码术"主要通过设计加密技术，使保密信息不可读，但是对于非授权者来讲，虽然他无法知获保密信息的具体内容，却能意识到保密信息的存在。"匿形术"则致力于通过设计精妙的方法，使得非授权者根本无从得知保密信息的存在与否。相对于现代密码学来讲信，息隐藏的最大优势在于它并不限制对主信号的存取和访问，而是致力于签字信号的安全保密性。

（二）信息隐藏技术的提出

随着多媒体技术的不断发展和扩大，以及互联网技术的普及和成熟，数字媒体已经日益受到了人们的极大欢迎，其数量也出现了指数形式的增长。互联网的形成和发展改变了人们传统的获取信息和交流的方式。它使得这个过程变得更加迅速、方便、经济。而多媒体技术的

发展更是日新月异，传统的信息媒体都不得不走向数字化的道路，如报纸、书籍、图片、音乐、电影等等。多媒体信息的多样化使得人们的生活变得越来越丰富多彩。但这个过程同样存在着非常严重的隐患：知识产权问题和网络安全问题。因为在互联网上获得数字媒体的手段具有多样化和隐蔽的特点，并且，对这些媒体的修改、复制、发布的方法日益完善和成熟，这使得数字媒体的知识产权问题十分严重，互联网上的盗版行为十分猖獗，比如说音乐的非法上传和下载。另外，由于互联网具有高度的开放性、自主性，使得信息传输过程的安全性得不到有力保障，黑客攻击企业、政府以获取重要情报的事件屡见不鲜。而传统的加密术都是基于密码学的，它的弱点在于它暴露了重要信息的位置，容易吸引攻黑客的注意力，使其得以进行有针对性的攻击。另一个弱点则是，随着电脑硬件的不断升级，计算机的计算速度不断加快，使得密码学算法的安全性变得越来越脆弱。信息系统正面临着信息的保密性、完整性和可控性的威胁。

为了应对这两个方面的困难，信息隐藏技术作为一门区别于传统的信息安全技术，引起了人们的极大兴趣。很多专家学者投入到信息隐藏技术的研究之中，并取得了巨大进展。不仅有大量的论文在国际会议和学术期刊上发表，甚至有些成熟、有效的算法已经运用到工业生产中了。

（三）信息隐藏技术的特征

1.不可感知性(imperceptibility)：有时也称为隐蔽性。这一特性是信息隐藏最必要的条件。载入信息的伪装载体应与原载体（没有嵌入秘密信息的载体）应当大体上是很接近的。从人的视觉上应该不存在任何变化。传统的信息隐藏是将秘密信息嵌入到一般信息中，使得人只看到一般信息，而看不到秘密信息。在不改变原有信息内容的前提下，使一般信息与秘密信息的总体容量远远超过一般信息的容量，这样，传输速度会减慢，也会使人生疑，从而使秘密信息被截获的机率加大。所以，对于信息隐藏而言，重要的是：载体在加载秘密信息前后的大小一般不应变化很大。

2.不可检测性(undetectable)：不可检测性是信息隐藏的目的，如果检测到信息隐藏的存在，说明信息隐藏本身已经失败。

容量(capacity)：在保证不可感知性和不可检测性的前提之下，希望载体能嵌入的数据容量越大越好，但容量增大，会降低不可感知性和不可检测性，所以要均衡这三种特性。秘密信息容量越大，隐藏的难度系数越大；图片要比文本更难隐藏；秘密信息与载体信息越接近，保密的效果就会越好。

3.鲁棒性(robustness)：是指嵌入水印后的数据经过各种处理操作和攻击操作以后，不导致其中的水印信息丢失或被破坏的能力。攻击操作一般包括模糊、几何变形、放缩、压缩格式变换、剪切等。

4.安全性(security)：指水印不易被复制、伪造、非法检测和移去，文件格式的变换不会导致水印的丢失。

5.复杂性(complication)：指水印的嵌入和提取算法复杂度低，便于推广应用。

二、图像的信息隐藏

（一）图像分类

数字图像可分为静止图像和动态图像两种，后者一般称为视频图像。视频图像的每帧