信息隐藏技术与其应用.docx

信息隐藏技术及其应用摘要 随着网络与信息技术的高速发展，信息安全越来越受到人们关注，信息隐藏技术应运而生。本文介绍了信息隐藏技术的背景、概念与特征，总结了较为成熟与常见的信息隐藏方法，描述了信息隐藏技术的主要应用领域，分析了信息隐藏技术目前存在的问题，并对其未来发展进行了展望。关键词信息隐藏；信息安全；隐秘通信；数字水印；应用；一、信息隐藏技术的背景信息隐藏的思想可以追溯到古代的隐写术。隐写术是通过某种方式将隐秘信息隐藏在其他信息中，从而保证隐秘信息的安全性。隐写术的应用实例可以追溯到很久远的年代。被人们誉为历史学之父的古希腊历史学家希罗多德曾在其著作中讲述了这样一则故事：一个名为Histaieus的人计划与他人合伙叛乱,里应外合,以便推翻波斯人的统治。为了传递信息，他给一位忠诚的奴隶剃光头发并把消息刺在头皮上,等到头发长起来后,派奴隶出去送“信”,最终叛乱成功。隐写术在历史上有过广泛的应用，例如战争、谍报等方面。进入现代以来，随着网络的高速发展，越来越多的信息在网络上进行传递，人们通过邮件、文件和网页等进行交流，传递信息。然而在信息传递的快捷与高效的同时，信息的安全性也越来越受到考验。例如网络上的病毒、木马、泄密软件等，还有非法组织以某种目的窃取信息等，都对信息的安全造成了严重的威胁。特别是对于政治、军事和商业等领域，敌对势力之间互相的监控、窃密等都普遍存在，信息传递的安全性至关重要。传统的密码学虽然可以在一定程度上保证信息的安全，但它仅仅隐藏了信息的内容。为隐藏信息所生成的密文通常是杂乱无章的代码或者逻辑混乱的语言，反而更会引起追踪人员和破译人员的注意，增加暴露风险。这成为密码的致命弱点。另一方面，随着数字技术的迅猛发展和互联网越来越广泛的应用，数字媒体的应用越来越多，基于数字媒体的商业得到了迅速发展，而通过扫描仪等也可以方便的将纸质材料转换为数字材料。与此同时，数字媒体的复制、传播也越来越方便，这为盗版提供了极大的便利，例如网上盗版软件、盗版电子版图书等随处可见，严重破坏了知识产权。因此如何保护数字媒体的知识产权，防止知识产品被非法地复制传播，保证信息的安全，也成为了越来越紧迫的问题。正是由于上述问题的存在，信息隐藏技术应运而生。二、信息隐藏技术的原理与特点信息隐藏技术是利用人类感觉器官的不敏感性(感觉冗余),以及多媒体数字信号本身存在的冗余(数据特性冗余),将需要的秘密信息以嵌入的方式隐藏于载体信息之中，同时不影响到载体信息的感觉效果和使用价值，以实现对信息的隐藏。信息隐藏技术的基本框图如下图所示。信息隐藏技术目前主要分为两大类，一是隐秘通信技术，二是数字水印技术。隐秘通信技术主要用于通信方面，可以说是隐写术的直接发展。将需要传递的信息隐藏在载体信息中，将载体信息发布出去，从而可以隐秘地将秘密信息传递出去。载体信息本身具有一定的意义，例如可以是一张照片，或者一段视频，在载体信息的传播过程中，不会引起其他人的注意。这样它可以隐藏信息的“存在性”,使它们看起来与一般非机密资料没有区别,从而具有更大的隐蔽性和安全性,十分容易逃过拦截者的破解。另一方面，在嵌入信息前，也可以应用密码学知识对秘密信息进行加密处理，从而隐藏信息的内容。这样，与密码学相比，隐秘通信技术不仅隐藏了信息的内容，更隐藏了信息的存在性，从而使得信息传递更加的安全。数字水印技术主要用于知识产权的保护。“数字水印技术是一种将特制的不可见标记，利用数字内嵌的方法隐藏在数字图像、声音、视频等数字内容中，由此来确定版权拥有者、认证数字内容来源的真实性、识别购买者、提供关于数字内容的其他附加信息、确认所有权认证和跟踪侵权行为”[1]。数字水印技术可以有效地解决数字媒体版权保护的问题，它的应用大致可以分为两类，一是用于鉴定身份和防止篡改，可以在每一份数字媒体中嵌入特定水印，通过检测水印即可得知该数字媒体的身份以及是否被篡改。二是用于跟踪,在数字媒体分发前，在每份文件中加入不同的水印,这些水印可以作为数字媒体的识别标记,当检测到有多个非法拷贝存在时,就可以通过水印来确定非法拷贝的来源，从而追查非法散布者。信息隐藏技术根据应用领域的不同有不同的特点，但有一些特点应该是共有的，也是信息隐藏技术常用的评价指标。主要由以下几个方面：1、隐蔽性：这是信息隐藏的基本要求。它包含两个方面的内容，一是对人体感官系统的不可感知性。这要求经过信息隐藏处理后，不会使载体发生明显的改变或降质，不影响对载体信息的理解，同时不会使视觉听觉等方面发生明显的变化，从而避免被人的感官所察觉。二是对计算机等分析系统的不可测性。进行信息隐藏后，不能被人所感知不代表不能被分析系统察觉出来，所以同样存在暴露风险。这就要求嵌入信息前后，载体应尽量保持一致的特性，即便进行计算机分析也无法判断是否隐藏有信息。2、安全性：