信息隱藏技術(shù)的理論及應(yīng)用

摘 要：當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)步入了信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展使社會(huì)各個(gè)行業(yè)的效率得到提高，但是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展作為一把雙刃劍，如何有效保護(hù)網(wǎng)絡(luò)作品、信息等，這就涉及到信息隱藏技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。作為保護(hù)知產(chǎn)權(quán)的重要途徑，信息隱藏技術(shù)將秘密信息隱匿于普通信息中，使信息更加安全。本文從信息隱藏技術(shù)的基本理論出發(fā)，探討了信息隱藏的基本方式以及信息隱藏技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：信息隱藏；信息安全；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN918.6

當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入到了一體化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)成為最重要的傳媒手段，各種信息都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，包括個(gè)人信息、軍事信息、私密信息等，如何在這種開(kāi)放的環(huán)境中，最大程度保證信息的安全，是當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱點(diǎn)話題。但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理信息的能力也有所增強(qiáng)，傳統(tǒng)的秘鑰不再能保證信息的絕對(duì)安全，因此數(shù)據(jù)的隱藏技術(shù)成為了熱點(diǎn)，也是保護(hù)信息的重要手段。

1 信息隱藏技術(shù)概述

1.1 信息隱藏技術(shù)基本內(nèi)涵。信息隱藏技術(shù)主要是將秘密信息隱藏在普通的文件中，并通過(guò)數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)行處理，這樣通過(guò)對(duì)于用戶的視覺(jué)冗余來(lái)進(jìn)行隱藏，最大程度保證信息的安全性。隱藏后的信息會(huì)使媒體的搜索目標(biāo)變小，甚至無(wú)法發(fā)現(xiàn)，這樣秘密的信息和文件便可以通過(guò)這種形式來(lái)保護(hù)信息。信息隱藏技術(shù)目前應(yīng)用比較廣廣泛，主要包括以下內(nèi)容。首先是隱藏術(shù)，主要內(nèi)容是進(jìn)行秘密形式的通信，并且將信息藏匿與其他的普通信息中，信息隱藏主要是以第三方信息保護(hù)的形式，便于將信息傳輸?shù)侥康目蛻舳?。第二是?shù)字水印，可以是作者的序列號(hào)、公司的標(biāo)識(shí)等，主要是能證明被保護(hù)的信息或者文件可以被證明以及查詢侵權(quán)的一種途徑。第三是數(shù)據(jù)嵌入。在不同形式的信息中，技術(shù)模式吸取了隱藏術(shù)與水印的優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)嵌入的方式對(duì)于秘密信息進(jìn)行保護(hù)。第四是指紋與標(biāo)簽，是水印的一種特殊用途，水印的每個(gè)特定的信息可以進(jìn)行信息的拷貝。

1.2 信息隱藏技術(shù)的特點(diǎn)。信息隱藏技術(shù)與傳統(tǒng)的信息加密不同，基本目的并不是限制文件資料的提取與保存，而是將數(shù)據(jù)信息隱藏最小化。除此之外，信息隱藏技術(shù)還要充分考慮到信息在通過(guò)多種程序處理之后，仍然具備可以運(yùn)行操作的性質(zhì)，不會(huì)被破壞基礎(chǔ)屬性，因此信息隱藏技術(shù)需要具備以下特點(diǎn)。

（1）隱蔽性。信息隱藏的首要特性便是隱蔽性，主要指的是信息在嵌入之后，最大程度避免信息質(zhì)量的改變，同時(shí)也能掩飾信息的基本特征，在傳輸過(guò)程中不會(huì)引起察覺(jué)，在視覺(jué)方面可以很好保護(hù)信息不被發(fā)現(xiàn)，保證原始信息的一致性。例如擁有相同的統(tǒng)計(jì)分布，這樣變會(huì)混淆攔截者的信息判斷能力，保證信息的安全；（2）安全性。隱藏技術(shù)需要具備較強(qiáng)的安全性能，可以有效避免黑客的侵襲與共計(jì)，最大程度保護(hù)隱藏信息的安全；（3）恢復(fù)性。被保護(hù)的信息會(huì)經(jīng)過(guò)多重程序進(jìn)行處理與改變，因此特性上會(huì)發(fā)生一定改變，如果原始信息受到了破壞，那么隱藏技術(shù)需要通過(guò)保存下來(lái)的信息來(lái)恢復(fù)原來(lái)的文件，這樣保證傳輸?shù)男畔?zhǔn)確性。

2 信息隱藏的技術(shù)方法

2.1 替換技術(shù)。人的感官系統(tǒng)對(duì)于一些細(xì)小的變化比較敏感，因此替換技術(shù)的核心就在于改變這些被保護(hù)文件中秘密的細(xì)節(jié)部分，并不被非法用戶注意。這種形式并不會(huì)影響被保護(hù)信息的性質(zhì)，而且可以對(duì)于被保護(hù)信息進(jìn)行編碼程序，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的替換技術(shù)包括最低比例的一換技術(shù)、隨機(jī)的替換技術(shù)、特定區(qū)域替換技術(shù)等等。

2.2 變換技術(shù)。絕大多數(shù)的信息隱藏技術(shù)都是通過(guò)正交變換域來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由此可見(jiàn)變換技術(shù)核心是通過(guò)擴(kuò)頻技術(shù)和密碼學(xué)原理，將被保護(hù)的信息嵌入到普通信息的變換域中，同時(shí)利用算法來(lái)進(jìn)行信息的提取，轉(zhuǎn)換為隱蔽的形式。這種變換技術(shù)充分利用了人體感官對(duì)于空間頻率差異的敏感程度，進(jìn)而改變被保護(hù)信息的性質(zhì)，確保信息不被察覺(jué)。

2.3 擴(kuò)頻技術(shù)。被保護(hù)信息在進(jìn)行隱藏的過(guò)程中，有可能會(huì)導(dǎo)致信息的破壞，甚至信息的消除，因此為了保護(hù)信息的原始特性，可以利用重復(fù)編碼的形式來(lái)進(jìn)行擴(kuò)頻。在被保護(hù)的信息中插入一個(gè)參數(shù)，確保信息在處理后仍然可以進(jìn)行擴(kuò)頻，通常選擇高速率的隨機(jī)碼來(lái)進(jìn)行發(fā)送，而且這種信息數(shù)據(jù)自身的信號(hào)也可以完成擴(kuò)展。

3 信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用

3.1 數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)字水印技術(shù)是信息隱藏技術(shù)最重要的一種形式，主要是通過(guò)在多媒體中插入不可感知的信息，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息的保護(hù)以及對(duì)于操作的記錄、跟蹤。

（1）版權(quán)保護(hù)。在數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用中，版權(quán)保護(hù)是最重要的內(nèi)容，主要是將重要的版權(quán)信息嵌入到圖像、音頻、文本中，目的是進(jìn)行區(qū)分、標(biāo)識(shí)以及解釋版權(quán)。在一些逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的行業(yè)，例如數(shù)字圖書(shū)館、數(shù)字新聞等，很多信息容易受到篡改，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)能力比較差，因此通過(guò)信息隱藏技術(shù)中的水印技術(shù)，既可以最大程度保持作品的原始性，又難以被非法用戶進(jìn)行篡改，通過(guò)特殊標(biāo)識(shí)的嵌入，可以是數(shù)字、文字、圖標(biāo)，與原始文件的結(jié)合，不會(huì)嚴(yán)重破壞數(shù)據(jù)的功能，還能具備一定的商用價(jià)值。這種水印通常情況下是不可見(jiàn)的，特別是在涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛中，可以通過(guò)特定秘鑰提取出水印，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的目的；（2）指紋識(shí)別。通過(guò)數(shù)字水印技術(shù)可以在文件中標(biāo)注出授權(quán)的單位以及特殊名稱，通過(guò)文件的原始性保證在特殊處理之后以及用戶的接受、存儲(chǔ)之后，文件特性不會(huì)發(fā)生改變。因此如果在被保護(hù)文件通過(guò)隱藏技術(shù)傳輸之后，便可以標(biāo)注的信息追蹤到文件的相關(guān)責(zé)任人，這樣對(duì)于調(diào)查、規(guī)則也有據(jù)可循。這種指紋識(shí)別的技術(shù)實(shí)質(zhì)是一種跟蹤功能，特別是在數(shù)字產(chǎn)品的應(yīng)用中，版權(quán)人可以將不同用戶的序列號(hào)進(jìn)行處理，嵌入到這些合法的拷貝中，這樣在出售合法的拷貝的時(shí)候，可以與嵌入的信息相對(duì)照，如果是非法的、未經(jīng)授權(quán)的拷貝產(chǎn)品，版權(quán)人便可以通過(guò)指紋來(lái)追蹤，進(jìn)而找尋到泄密者。

3.2 隱藏通信技術(shù)的應(yīng)用。隱藏通信技術(shù)主要是將被保護(hù)的秘密的信息、文件隱匿于某些普通的公開(kāi)文件中，進(jìn)而保證在傳輸過(guò)程中秘密信息的安全性。以隱藏載體形式的不同，可以劃分為文本的隱藏、語(yǔ)音的隱藏和視頻的隱藏等。在實(shí)踐中主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)的保密，例如在電子商務(wù)中時(shí)常會(huì)涉及到一些重要的信息，如商業(yè)機(jī)密、秘密協(xié)議、金融交易等，這些重要的數(shù)據(jù)信息一旦泄露可能會(huì)為個(gè)人或者企業(yè)帶來(lái)?yè)p失，因此防止非法用戶中途攔截這些數(shù)據(jù)，便可以采用隱藏通信技術(shù)，將信息以隱藏的形式進(jìn)行傳輸，有效避免非法用戶的攔截，最大程度保證信息安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

信息隱藏技術(shù)方式多樣，應(yīng)用靈活，在未來(lái)的信息保護(hù)中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用，但是這種技術(shù)手段目前還在發(fā)展階段，在理論體系方面還在不斷趨于成熟與完善，特別是在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中還有待于進(jìn)一步優(yōu)化，存在的問(wèn)題亟待解決。例如數(shù)字水印模型的構(gòu)建、抗攻擊性的提升等等，在算法上也在逐步完善。信息隱藏技術(shù)作為一把雙刃劍，在應(yīng)用方面也要利用特征優(yōu)勢(shì)，更好地為當(dāng)下的信息傳輸做貢獻(xiàn)。

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作者單位：鄭州市商貿(mào)管理學(xué)校，鄭州 450003