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信息安全中的信息隱藏技術(shù)及其應(yīng)用
導(dǎo)讀：所謂的信息隱藏，是利用媒體信息普遍存在的冗余特性，將秘密信息隱藏在其他媒體信息中，其首要目標(biāo)就是使加入隱藏信息后的媒體目標(biāo)的質(zhì)量下降，盡可能地小，使人無法覺察到隱藏的數(shù)據(jù)，或者知道它的存在，但未經(jīng)授權(quán)者無法知道它的位置。在信息安全領(lǐng)域中，信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用可歸結(jié)為下列幾個方面。
關(guān)鍵詞：信息安全，信息隱藏
一、關(guān)于信息隱藏
所謂的信息隱藏，是利用媒體信息普遍存在的冗余特性，將秘密信息隱藏在其他媒體信息中，其首要目標(biāo)就是使加入隱藏信息后的媒體目標(biāo)的質(zhì)量下降，盡可能地小，使人無法覺察到隱藏的數(shù)據(jù)，或者知道它的存在，但未經(jīng)授權(quán)者無法知道它的位置。并不像傳統(tǒng)加密過的文件一樣，看起來是一堆會激發(fā)非法攔截者破解機密資料動機的亂碼，而是看起來和其它非機密性的一般資料無異，因而十分容易逃過非法攔截者的破解。其道理如同生物學(xué)上的保護色，巧妙地將自己偽裝隱藏于環(huán)境中，免于被天敵發(fā)現(xiàn)而遭受攻擊。被人們譽為歷史學(xué)之父的古希臘歷史學(xué)家希羅多德(Herodotus, 486—425)，在其著作中講述了這樣一則故事：一個名叫Histaieus的人籌劃著與他的朋友合伙發(fā)起叛亂，里應(yīng)外合，以便推翻波斯人的統(tǒng)治。他找來一位忠誠的奴隸，剃光其頭發(fā)并把消息刺在頭皮上，等到頭發(fā)又長起來了，把這人派出去送“信”，最后叛亂成功了。
信息隱藏技術(shù)是20世紀(jì)90年代中期從國外興起的一門集多學(xué)科理論與技術(shù)與一身的新興技術(shù)領(lǐng)域，它涉及感知科學(xué)、信息論、密碼學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，涵蓋信號處理、擴頻通信、圖像處理等多種專業(yè)技術(shù)的研究方向。
人的眼睛或耳朵本身對某些信息都有一定的掩蔽效應(yīng)，利用人的這些特點，可以很好地將信息隱藏而不被察覺。信息隱藏過程一般由密鑰來控制，通過嵌入算法將有意義的信息即嵌入對象隱藏于掩護對象中，從而生成隱密載體，隱密載體通過信道傳輸?shù)浇邮芏恕Ｔ诿荑�的控制下采用特定的提取算法從隱藏載體中提取出嵌入對象，利用密鑰從中恢復(fù)或檢測出隱藏的秘密信息，從而使用戶獲得真實可靠的信息。使非法者不知道這個載體信息中是否隱藏了其它的信息，而且即使知道，也難以提取隱藏的信息，從而實現(xiàn)信息的保密。
據(jù)目前已經(jīng)提出的信息隱藏算法，從它們對載體的修改方式上進行分類，可以分為：時域(空域)替換技術(shù)、變換域技術(shù)、擴展頻譜技術(shù)、統(tǒng)計方法等等。
二、信息隱藏的特點
利用不同的媒體進行信息掩藏時有著不同的特點，但是它們都必須具有下列基本特征。
1.隱蔽性。指嵌入信息后在不引起秘密信息質(zhì)量下降的前提下，不顯著改變掩護對象的外部特征，即不引起人們感官上對掩護對象變化的察覺。以使非法攔截者無法判斷是否有秘密信息的存在。
2.不可測性。指隱蔽載體與原始載體具有一致的特性，即非法攔截者要檢測到秘密信息的存在并提取出來應(yīng)相當(dāng)困難，至少在秘密信息的有效期內(nèi)是不可能的。
3.不可見性。利用人類視覺系統(tǒng)和聽覺系統(tǒng)的屬性，經(jīng)過一系列隱藏處理， 使目標(biāo)資料沒有明顯的降質(zhì)現(xiàn)象，而隱藏的資料卻無法人為地看見或聽見.
4.魯棒性。指不因圖像文件的某種改動而導(dǎo)致隱藏信息丟失的能力。這里所謂“改動”包括傳輸過程中的隱藏載體對一般的信號處理(如濾波、增強、重采樣、有損壓縮等)、一般的幾何變換(如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、分割等)和惡意攻擊等情況，即隱藏載體不會因為這些操作而丟失了隱藏的秘密信息。
5.自恢復(fù)性。論文大全。指經(jīng)過了一些操作和變換后，可能會使隱蔽載體受到較大的破壞，如果只留下部分的數(shù)據(jù)，在不需要宿主信號的情況下，卻仍然能恢復(fù)隱藏信息的特征就是所謂的自恢復(fù)性。
6.安全性。指隱藏算法有較強的抗攻擊能力，即它必須能夠承受一定程度的人為攻擊，而使隱藏信息不會被破壞。
三、信息隱藏的應(yīng)用
在信息安全領(lǐng)域中，信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用可歸結(jié)為下列幾個方面。
1.數(shù)字知識產(chǎn)權(quán)保護
知識產(chǎn)權(quán)保護是信息隱藏技術(shù)中數(shù)字水印技術(shù)和數(shù)字指紋技術(shù)所力圖解決的重要問題，信息隱藏技術(shù)的絕大部分研究成果都是在這一應(yīng)用領(lǐng)域中取得的。隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字技術(shù)的快速普及，通過網(wǎng)絡(luò)向人們提供的數(shù)字服務(wù)也會越來越多，如數(shù)字圖書館、數(shù)字圖書出版、數(shù)字電視、數(shù)字新聞等。這些服務(wù)提供的都是數(shù)字產(chǎn)品，數(shù)字產(chǎn)品具有易修改、易復(fù)制、易竊取的特點，因此，當(dāng)前的數(shù)字知識產(chǎn)權(quán)保護就已經(jīng)成為迫切需要解決的實際問題。
信息隱藏技術(shù)應(yīng)用于版權(quán)保護時，所嵌入的簽字信號通常被稱作“數(shù)字水印”，數(shù)字水印技術(shù)可以成為解決此難題的一種方案�，F(xiàn)在越來越多的視頻信號、音頻信號和數(shù)字圖像中被貼上了不可見的標(biāo)簽，用以防止非法拷貝和數(shù)據(jù)跟蹤。服務(wù)提供商在向用戶發(fā)送產(chǎn)品的同時，將雙方的信息代碼以水印的形式隱藏在作品中，這種水印從理論上講應(yīng)該是不被破壞的。論文大全。當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)字產(chǎn)品在非法傳播時，可以通過提取出的水印代碼追查非法散播者。其主要特點是版權(quán)保護所需嵌入的數(shù)據(jù)量小，對簽字信號的安全性和魯棒性要求很高。
2.數(shù)據(jù)完整性鑒定
使用數(shù)字水印技術(shù)有一定的缺陷，用于數(shù)字水印技術(shù)保護的媒體一旦被篡改水印就會被破壞，從而很容易被識別。在數(shù)字票據(jù)中隱藏的水印經(jīng)過打印后仍然存在，可以通過再掃描回數(shù)字形式，提取防偽水印，以證實票據(jù)的真實性。數(shù)據(jù)完整性鑒定是指對某一信號的真?zhèn)位蛲暾缘呐袆e，并需要進一步指出該信號與原始真實信號的差別，以確認(rèn)資料在網(wǎng)上傳輸或存儲過程中并沒有被篡改、破壞或丟失。假定接收到一個如音頻、視頻或圖像等多媒體信號，并初步判斷它很可能是某一原始真實信號的修改版本，數(shù)據(jù)篡改驗證的任務(wù)就是在對原始信號的具體內(nèi)容不可知的情況下，以最大的可能判斷是否是真實的。首先，要充分利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)完整性的約束機制和各種輸入數(shù)據(jù)的引用完整性約束設(shè)計，以便保證數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確的輸入和儲存。其次，在數(shù)據(jù)傳輸過程中可視情況選用相應(yīng)的數(shù)據(jù)校驗方式對傳輸數(shù)據(jù)進行校驗檢查。
3.數(shù)據(jù)保密
在網(wǎng)絡(luò)上傳輸秘密數(shù)據(jù)要防止非法用戶的截獲和使用，這是網(wǎng)絡(luò)安全的一個重要內(nèi)容，隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及經(jīng)濟的全球化，這一點不僅涉及政治、軍事領(lǐng)域，還將涉及到商業(yè)、金融機密和個人隱私。信息隱藏技術(shù)為網(wǎng)上交流的信息采取了有效的保護，比如電子政務(wù)中敏感信息、電子商務(wù)中的秘密協(xié)議和合同、網(wǎng)上銀行交易的重要數(shù)據(jù)、重要文件的數(shù)字簽名以及個人隱私等，還可以對一些不愿為別人所知道的內(nèi)容使用信息隱藏方式進行隱藏儲存，從而使數(shù)據(jù)得到保密，保證了信息的安全性。論文大全。
4.資料不可抵賴性的確認(rèn)
在網(wǎng)上交易中，交易雙方的任何一方不能抵賴自己曾經(jīng)做出的行為，也不能否認(rèn)曾經(jīng)接收到對方的信息，這是交易系統(tǒng)中一個重要環(huán)節(jié)。這可以使用信息隱藏技術(shù)，在交易體系的任何一方發(fā)送和接收信息時，將各自的特征標(biāo)記形式加入到傳遞的信息中，這些標(biāo)記應(yīng)是不能被去除的，從而達(dá)到確認(rèn)其行為的目的。
結(jié)論
總之，信息隱藏技術(shù)是多媒體通信和多媒體信號處理領(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新的方向.
目前國際上先進的信息隱藏技術(shù)已能做到隱藏的信息可以經(jīng)受人的感覺檢測和儀器的檢測，并能抵抗一些人為的攻擊。但總的來說，信息隱藏技術(shù)尚沒有發(fā)展到可實用的階段，使用密碼加密仍是網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)闹饕踩侄�。雖然目前對信息隱藏的研究有了很大的進展，在信息安全中起到了重要的作用，但存在大量的實際問題亟待解決，如信息隱藏的容量問題，如何建立不可感知性的數(shù)學(xué)度量模型，信息隱藏的容量上界如何計算等;信息隱藏的對立面——隱藏分析如何得到同步發(fā)展;如何對信息隱藏進行分析和分類;如何找到信息隱藏技術(shù)自己的理論依據(jù)，形成完善和科學(xué)的理論體系等等。
信息隱藏是一項嶄新的技術(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，從而推動信息安全技術(shù)更快的發(fā)展。
參考文獻：
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