計算機科學與技術學院課程論文 課程名稱 信息隱藏技術 設計題目 信息隱藏技術綜述 姓 名 學 號 專業班級 指導教師 年 月 日 目 錄摘要11信息隱藏的基本方式2 1.1傳輸隱藏2 1.2載體隱藏2 1.3存儲隱藏22信息隱藏的實現方法3 2.1基于替換的信息隱藏方法3 2.2基于變換的信息隱藏方法3 2.3基于擴頻的信息隱藏方法43信息隱藏技術對隱蔽通信的啟示4 3.1隱話于數5 3.2隱秘于明5小結6摘要信息隱藏的思想起源于隱寫術，它是一種將秘密信息隱藏于另一個非機密文件內容之中，在傳輸、存儲過程中不被察覺和發現，接收者獲得隱藏對象后，按照約定規則還原秘密信息的技術。其道理如同生物學上的保護色，巧妙地將自己偽裝隱藏于自然環境中，免于被天敵發現而遭受攻擊。 信息隱藏技術可以追溯到遠古時代，方法從音符、咒語到五花八門的隱寫術，但隱寫術發展一直比較緩慢，沒有成為一門獨立的學科，人們對于信息保密更多的是采用密碼技術。直到信息技術和計算機技術高度發達的今天，數字化信息與隱寫術相結合，為古老的隱寫術注入了新的活力，使得數字化信息隱藏技術成為一門全新的技術，為探索非密碼的通信安全提供了新途徑。關鍵字：信息 隱寫術 傳輸 隱藏 1.信息隱藏的基本方式1.1傳輸隱藏 在視頻通信系統中隱藏信息，利用視頻通信壓縮編碼中可利用的資源，在確保不使視頻信號質量嚴重下降的前提下，嵌入壓縮的話音編碼，形成秘密通信信道。同時數據通信中的ip包和tcp包，均有未使用的保留空間，可用來傳輸隱藏信息。另外，ip包的時間戳也可傳送1個比特的數據。1.2載體隱藏 在文本文件、圖像文件及可執行文件中插入秘密信息，可實現信息隱藏。利用話音信號的自然冗余性，將秘密信息直接編碼到文件內容中去，或將其編碼到文本格式中，形成以文本為載體的信息隱藏。將秘密信息插入圖像文件中對人的視覺系統不敏感的比特位，在不影響圖像質量的前提下實現信息隱藏。利用可執行文件中的冗余信息，加載秘密信息。1.3存儲隱藏 利用計算機系統中保留或未使用的空間保存秘密信息，為隱藏信息提供另外一種方式，通過創建隱藏分區、使用操作系統分配給文件但未使用的空間來隱藏信息。同一個計算機系統中不同安全級別的兩臺主機，根據預先約定的規則，通過存儲特定數據也可傳遞信息。級別高的主機在特定區域存儲不同大小、不同名稱的文件，級別低的主機雖不能訪問數據，但可從文件列表獲取所要的信息。2.信息隱藏的實現方法2.1基于替換的信息隱藏方法 基于替換的信息隱藏，就是用秘密信息比特替換掉偽裝載體中不重要的比特，實現對秘密信息的隱藏。如果這種嵌入的信息在傳輸過程中不被察覺，接收者就可從秘密信息嵌入的位置提取出秘密信息。常用的替換方法：一是最低比特位替換。就是利用圖像位平面最低幾位比特對人的視覺系統不敏感的特性，將這些比特替換成秘密信息的相應比特。利用此種方法可在偽裝載體中隱藏大量秘密信息而不被察覺。二是偽隨機置換。就是把秘密信息比特近似隨機地分散在整個載體中。用偽隨機數發生器產生索引序列，并在以此為索引的載體元素中插入秘密信息。利用此種方法插入比特的順序無規律可找，因而增加了被攻擊的復雜度。三是載體區域和奇偶校驗位替換。將載體偽隨機地分成若干個不相接的載體區域，在每個區域的奇偶校驗位上嵌入一個信息比特，若奇偶校驗位與信息比特不匹配，則區域中所有值最低一個比特位反轉，使二者相等，在譯碼過程中計算出所有區域的奇偶校驗位，排列起來重構信息。四是量化和抖動替換。利用數字圖像的抖動和量化處理過程插入秘密信息。運用預測編碼的量化誤差，通過調整差分信號i來傳送秘密信息。五是osi網絡協議幀結構替換。就是將秘密信息插入tcp/ip包中未使用的空間，形成一個秘密的通信信道。2.2基于變換的信息隱藏方法 基于變換的信息隱藏，即使用離散余弦變換或小波變換在圖像中嵌入信息，以獲得更為健壯的隱藏信息。小波變換法是將所要傳送的圖像初始化（每個像素后r位置1），后經小波變換，分解成不同尺度空間、不同分辨率的一系列子圖像，再對這些子圖像進行適當量化、編碼和加密隱藏處理，完成秘密信息的隱藏。回聲隱藏法是一種有代表性的變換技術，即在離散信號f(t)中引入回聲f(tt) ，生成偽裝信號c(t)f(t)af(tt)來隱藏信息。利用回聲信號延時t進行編碼，發送t表示信號編碼“0”，發送t表示信號編碼“1”。發送端將信號分成間隔大小不一的多個信號段，每一個信號段插入一個秘密比特，接收方通過同步措施重構信號段，并從偽裝信號中提取秘密信息。2.3基于擴頻的信息隱藏方法 借鑒擴頻通信技術原理，將信號調制到遠遠大于所需的帶寬內傳輸，讓信號淹沒于信道噪聲和熱噪聲之中，接收端采用相關檢測法恢復出有用信號，濾除干擾信號，實現信息隱藏。由于這種方法占用頻帶很寬，所傳輸信號的信噪比（可以工作于負信噪比條件下）和功率譜密度都很小，因而很難被檢測和干擾，具有很強的隱蔽性和較低的截獲概率。 除此之外，基于統計知識的信息隱藏、基于變形技術的信息隱藏、基于神經網絡的信息隱藏等許多信息隱藏方法尚在研究中。3.信息隱藏技術對發展隱蔽通信的啟示 信息隱藏技術與密碼技術相比，在于它麻痹了攻擊者的意志，使得秘密信息隱藏于信息海洋之中，從而獲得意想不到的安全效果，受到人們越來越多的關注，同時也為隱蔽通信提供了一種思路，可以用在特殊情況下的最低限度通信。3.1“隱話于數” 隨著信息技術的迅速發展，數據通信業務增長較快。將秘密的話音業務隱藏于數據海洋中，不失為一種可取的方法。一是在發端采取特殊的話音編碼技術，將編碼后的話音編碼插入數據文件中，替換數據文件中的冗余信息，如文本文件、圖像文件等，接收端用特殊的解碼設備將其還原出來。二是在基于以太網技術的數據包中插入編碼后的秘密信息，如將其插入ip幀結構或tcp幀結構中保留的比特位，并以特定的記號標識數據包的順序。三是將其插入噪聲中。借鑒信息隱藏技術中量化和抖動替換技術，在有特殊需要的情況下，將秘密信息插入噪聲中傳送，用于特殊時期敏感信息的隱蔽傳遞。3.2“隱秘于明” 在發送端將要保護的信息隱藏到公開的信息之中，通過公共信道傳給接收端；在接收端，根據事先約定好的信息隱藏提取方法，從收到的信息中提取出秘密信息。一是采用無密鑰信息隱藏通信。無需隱藏用的密鑰，直接將少量秘密信息嵌入到大量公開載體之中，收發雙方分別使用預設的嵌入算法和提取算法處理信息，從而達成隱蔽通信。二是采用私鑰信息隱藏通信。發送端使用一個密鑰將秘密信息嵌入選定的公開載體，在接收端使用解密鑰從載體上提取信息。此法在信息傳遞隱蔽的基礎上，又使用了密鑰，進一步提高了通信安全性。三是采用公鑰信息隱藏通信。利用一對公鑰和私鑰進行信息隱藏與提取，使用者需要發送秘密信息時，從公開發布公鑰的地方獲取接收者的公鑰，并利用該公鑰將秘密信息嵌入選定的公開載體中，接收端使用其獨有的私鑰從接收載體中提取出秘密信息。小結 學完信息隱藏技術這