试述电子信息的隐藏技术

试述电子信息的隐藏技术

何敏

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摘要：随着科技的发展和电子信息技术水平的提高，信息隐藏技术得到了应用，为电子信息的安全提供了保障。在现代信息技术应用中，传统的信息安全技术已经无法满足人们对于电子信息安全的需求，因此，为电子信息提供安全保障的信息隐藏技术成为现代人们信息技术发展的方向。

关键词：信息隐藏；电子信息；安全；技术；原理

信息隐藏技术是现代人们保障信息安全的研究焦点，涉及很多领域，是人体感知能力、信息技术；密码技术等学科的很好的应用，其实现的主要载体是计算机多媒体技术，本文中作简单分析。

1信息隐藏技术的原理和特征

1.1信息隐藏与信息加密

信息加密是利用密码学技术将机密文件进行加密编码，把明文变换成密文后，通过公开信道送到接收者手中。由于经过加密处理的密文是一组乱码，当监视通信信道的攻击者发现并截获到乱码后，就可以利用已有的各种攻击方法对密文进行破译。这种方式虽然不易被解密，但通信易被第三方察觉，一定程度上向攻击者明确提示了重要信息的存在，所以容易引起攻击者的注意，进而遭受到干扰和攻击，导致密文通信失败。同时，即使攻击者无法对密文进行破译，也可在破译失败后将该信息进行破坏，使得合法的接收者也无法获取密文。

信息隐藏也称“信息隐匿”，是信息安全研究领域中的一门新兴的交叉学科，也是当前信息安全领域国内外各机构研究的热点方向。信息隐藏与信息加密的目的相同，都是为了保护秘密信息的存储和传输，使之免遭第三方的破坏和攻击，但两者之间具有显著的区别。信息隐藏技术是将机密信息秘密隐藏于另一公开信息（载体、宿主、掩体对象）中，即将秘密信息（嵌入对象）嵌入到另一表面看起来普通的信息载体中，然后通过该公开信息（隐藏对象）的传输来传递秘密信息。第三方很难从公开信息中判断机密信息是否存在，即无法直观地判断所监视的信息中是否含有秘密信息。这种方式使含有隐匿信息的宿主信息不会引起第三方的注意和怀疑，降低了机密信息的截获率，从根本上保证了机密信息的安全。其关键技术主要是在确保宿主文件格式、质量和大小不变的前提下，将密文保存在该宿主文件中，且能对密文实现无损还原。

1.2信息隐藏技术的原理

信息隐藏系统包括一个嵌入过程和一个提取过程。在嵌入和提取过程中通常都会使用一个秘密信息来对其进行控制，使得只有合法授权用户才能对其进行操作，这个秘密信息被称为隐藏密钥，隐藏密钥在嵌入过程中称为嵌入密钥，在提取过程中称为提取密钥。

在嵌入过程中，信息隐藏者利用嵌入密钥，将密文添加到载体中，生成隐蔽载体。隐蔽载体在传输过程中有可能被隐藏分析者截获并进行处理。在提取过程中，提取者利用提取密钥从接收到的、可能经过修改的隐蔽载体中恢复出密文。在密文提取时，根据隐藏算法的不同，有可能需要载体，也可能不需要。

信息隐藏可在不改变原有通信设备的基础上实现，只需要在原通信系统的收发设备，增加信息隐藏/隐藏信息提取模块，便能够在完成信息隐蔽传送的同时，保持系统原有的通信功能不受其影响。首先获取密文信息，为进一步提高安全性，可结合信息加密技术对密文信息进行预处理，得到加密信息，之后可采取交织、纠错等编码措施。接下来，获取载体信息，如音频、图像、文本等原始宿主信息；如果采用的是变换域信息隐藏算法，则需要对载体信息进行相应的域变换；同时，为使接收端能对隐藏信息进行准确的盲检测，可在载体信息中加入同步信号。之后，便可将秘密信息嵌入到载体信息中、完成变换域的反变换，得到隐蔽载体。最后，由发送端将隐含密文信息的隐蔽载体通过公共信道进行传送。接收端获得隐蔽载体后，对其进行相应的域变换、信道解码和解密后，就获取了所嵌入的密文信息。

1.3信息隐藏技术的分类及特征

信息隐藏技术一般具有如下分类方法：

（1）按载体类型分类。根据信息隐藏所采用载体的不同，信息隐藏技术可分为文本信息隐藏、音频信息隐藏、图像信息隐藏、视频信息隐藏等。音频信息和图像信息隐藏是信息隐藏的重要分支。

（2）按密钥分类。若嵌入和提取采用相同密钥，则称其为对称隐藏算法，否则称为公钥隐藏算法。

（3）按嵌入域分类。主要可分为空域（或时域）方法及变换域方法。

（4）按提取的要求分类。若在提取隐藏信息时不需要利用原始载体，则称为盲隐藏；否则称为非盲隐藏。

（5）按保护对象分类。主要可分为隐写术和水印技术。

隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送消息，信息隐藏技术在通信中的应用主要是指隐写术。数字水印是指嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像、文字、符号、数字等一切可以作为标识和标记的信息，其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹（追踪多份拷贝）和完整性保护等。匿名通信就是寻找各种途径来隐藏通信的主体，即信息的发送者和接收者。

2、信息隐藏技术在电子通信中的应用前景

当前，我国在信息安全的应用方法和研究领域方面，大多还是采用传统意义下的信息加密技术，例如用hash函数，伪随机序列等密码学技术等，这种信息安全模式存在两大弊端：一是信息安全无法保障，不能保证加密的信息不被破译；二是耗资巨大，现代先进信息安全技术往往对设备要求较高，这在很大程度上增加了对基础工业的投入。因此，对信息隐藏新技术与新模式的研究和发展，在信息安全领域具有很大的潜在价值。

2.1将被动保密变主动隐藏。新型信息隐藏技术使需要保护的消息由“看不懂”变为“看不见”；将传统的“让攻击方解密不了”的信息加密理念提升为“让攻击方想象不到”的层面，从而使通信中传统的保密、预防的被动模式，转型到既安全又能够迷惑第三方的主动模式。

2.2现有传输条件下的低信息截获率。采用先进的信息与信号处理技术，以及多级包装式信息隐藏新模式，可在很大程度上降低现有传输条件下秘密信息的截获率。举例而言，假如需要传输秘密文本信息A，我们将该文本A隐藏于另一文本信息B中，之后，我们将该文本B隐藏于图片C中，再将图片C隐藏于图片D中，最后将图片D隐藏于普通话音中。即文本A（隐藏于）文本B（隐藏于）图片C（隐藏于）图片D（隐藏于）普通话音。通过上述方式，一是攻击方不会想到秘密信息正在以一种特殊多级包装形式进行传输，也就没有试图解密的意图；二是即使前几层包装信息（B、C、D）被破译，攻击方自以为解密成功，从而放弃继续解密的意图，却不知道真正的秘密信息（文本A）并没有被解密出来。

3、结语

目前信息隐藏技术是保障信息安全的关键技术，在国内外都得到了广泛的应用，并且都取得了一定成绩。信息隐藏技术作为一种重要的信息安全技术，潜在的价值是无法估量的, 特别是在迫切需要解决的版权保护等方面, 可以说是根本无法被代替的, 相信其必将在未来的信息安全体系中发挥越来越重要的作用。

参考文献：

［1］王丽娜等.信息隐藏技术与应用［M］.武汉：武汉大学出版社，2009.

［2］杨波.信息隐藏技术及其应用［M］.北京：科学出版社，2002.

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［4］袁开国等.音频信息隐藏技术研究［J］.中兴通讯技术，2007，13（5）：6-9