林健輝

【摘要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息安全問題越來越受到人們的重視。信息隱藏技術(shù)是一門將秘密信息隱藏在非秘密信息（例如：音頻、視頻、靜止圖像以及文本）當(dāng)中，從而不引起人們對(duì)信息隱藏載體的感知的改變?，F(xiàn)在信息隱藏技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于多媒體信息的版權(quán)保護(hù)及信息安全等領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】信息隱藏；不可檢測性；數(shù)字水印

１．信息隱藏簡介

1.1基本概念

信息隱藏是一門具有淵源歷史背景的新興學(xué)科，涉及感知學(xué)、信息論及密碼學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。它是利用人類感覺器官對(duì)數(shù)字信號(hào)的感覺冗余，將信息隱藏在普通信息中，隱藏后信息的外部表現(xiàn)的只是普通信息的外部特征，不改變普通信息的本質(zhì)特征和使用價(jià)值。

1.2發(fā)展歷史

信息隱藏的發(fā)展歷史可以一直追溯到“匿形術(shù)（Steganography）”的使用?！澳湫涡g(shù)”一詞來源于古希臘文中“隱藏的”和“圖形”兩個(gè)詞語的組合。雖然“匿形術(shù)”與“密碼術(shù)（Cryptography）”都是致力于信息的保密技術(shù)，但是，兩者的設(shè)計(jì)思想?yún)s完全不同。“密碼術(shù)”主要通過設(shè)計(jì)加密技術(shù)，使保密信息不可讀，但是對(duì)于非授權(quán)者來講，雖然他無法獲知保密信息的具體內(nèi)容，卻能意識(shí)到保密信息的存在。

2.信息隱藏要求

信息隱藏的目的不在于限制正常的資料存取，而在于保證隱藏?cái)?shù)據(jù)不被侵犯和發(fā)現(xiàn)。因此，信息隱藏技術(shù)必須使機(jī)密信息對(duì)正常的數(shù)據(jù)操作具有免疫能力。成功的信息隱藏通常需要滿足以下技術(shù)要求：

（1）透明性（Invisibility）或不可感知性（Imperceptibility）：指載體在隱藏信息前后沒有明顯的差別，除非使用特殊手段，否則無法感知機(jī)密信息的存在。

（2）魯棒性（Robustness）：指隱藏對(duì)象抗拒常用的信號(hào)處理操作而帶來的信息破壞能力。

（3）安全性（Security）：指隱藏算法具有較強(qiáng)的抗惡意攻擊能力，即它必須能夠承受一定程度的人為攻擊，而使嵌入對(duì)象不被破壞。

（4）不可檢測性（Undetectability）：指隱藏對(duì)象與載體對(duì)象需要有一致的特性。

（5）自恢復(fù)性：經(jīng)過某些操作或變換后，可能會(huì)使隱藏對(duì)象產(chǎn)生較大的破壞。如果只從留下的片斷數(shù)據(jù)，仍能恢復(fù)嵌入信號(hào)，而且恢復(fù)過程不需要載體信號(hào)，這就是所謂的自恢復(fù)性。

（6）嵌入強(qiáng)度（信息量）：載體中應(yīng)能隱藏盡可能多的信息。

3.1隱寫術(shù)

隱寫術(shù)是那些進(jìn)行秘密通信技術(shù)的總稱，通常把秘密信息嵌入或隱藏在其他不受懷疑的數(shù)據(jù)中。偽裝方法通常依賴于第三方不知道隱蔽通信存在的假設(shè)，而且主要用于互相信任的雙方點(diǎn)到點(diǎn)的秘密通信。

3.3隱蔽信道

在多級(jí)安全水平的系統(tǒng)環(huán)境中(比如，軍事計(jì)算機(jī)系統(tǒng))，那些既不是專門設(shè)計(jì)的也不打算用來傳輸消息的通信路徑稱為隱蔽信道。

3.4匿名通信

匿名通信就是尋找各種途徑來隱藏通信消息的主體，即消息的發(fā)送者和接收者。根據(jù)誰被“匿名”(發(fā)送者、接收者，或兩者)，匿名通信又分為幾種不同的類型。

3.5閥下信道

閥下信道也叫潛信道，它是指在公開信道中所建立的一種實(shí)現(xiàn)隱蔽通信的信道。密碼協(xié)議中的閥下信道是指被用來傳輸秘密消息的各種編碼體制和密碼協(xié)議中所采取的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。

3.6低截獲概率信道

低截獲概率通信，顧名思義就是信號(hào)被截獲的概率降低的通信技術(shù)，其載體對(duì)象是整個(gè)通信頻帶。它主要包括擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)和流星猝發(fā)通信技術(shù)。

4.數(shù)據(jù)隱藏應(yīng)用

信息隱藏技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用是多種多樣的，最直接的應(yīng)用就是機(jī)密通信。在信息隱藏的應(yīng)用領(lǐng)域目前信息隱藏技術(shù)在信息安全的各個(gè)領(lǐng)域中所發(fā)揮的作用系統(tǒng)地總結(jié)為：

4.1用于數(shù)據(jù)保密

在網(wǎng)絡(luò)上傳輸一些數(shù)據(jù)要防止非授權(quán)用戶截獲并使用，這是網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)重要內(nèi)容。可以通過使用信息隱藏技術(shù)來保護(hù)在網(wǎng)上交流的信息。

4.2用于數(shù)字作品的版權(quán)保護(hù)

版權(quán)保護(hù)是信息隱藏技術(shù)中的數(shù)字水印要解決的一個(gè)重要問題。數(shù)字水印技術(shù)提供了解決這一問題的方案：服務(wù)提供商在向用戶發(fā)放作品時(shí)，將雙方的信息代碼以水印的形式隱藏在作品中。

4.3用于數(shù)據(jù)的不可抵賴性

在網(wǎng)上交易中，交易的雙方不能抵賴自己曾經(jīng)做出的行為，也不能否認(rèn)曾經(jīng)接受到對(duì)方的信息。

4.4用于防偽和數(shù)據(jù)的完整性

在商務(wù)活動(dòng)中，票據(jù)的防偽也是信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用之一在數(shù)字票據(jù)中隱藏的水印經(jīng)過打印后仍然存在，可以通過再掃描回?cái)?shù)字形式，提取防偽水印，以證明票據(jù)的真實(shí)性。

5.信息隱藏總述

總之，信息隱藏技術(shù)是多媒體通信和多媒體信號(hào)處理領(lǐng)域中近年來新興的研究方向，它為信息安全提供了一種新的思路，為我們研究信息安全提供了一個(gè)新的方向。

信息隱藏是一項(xiàng)嶄新的技術(shù)領(lǐng)域，也是多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的前沿，應(yīng)用前景十分廣闊，必將吸引廣大圖像，語音、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等領(lǐng)域的研究者加入到這一行列，從而推動(dòng)信息安全技術(shù)更快的發(fā)展。[科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］王麗娜,郭遲.信息隱藏技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2004.

［２］劉振華,尹萍.信息隱藏技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2002.

［３］張仕斌.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.

［４］陳魯生.現(xiàn)代密碼學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2002.

［５］Bruce Schneier.應(yīng)用密碼學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.