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随着计算机网络信息化的快速发展,因特网发布的作品、重要信息和进行的网络贸易等正被人们广泛应用;同时各种机密信息,包括国家安全信息、军事信息、私密信息(如信用卡账号)等都需要通过网络进行传输,而互联网是一个开放的环境,在其上传输的秘密关系着国家安全、经济发展和个人稳私等方方面面的安全,从而使得信息的安全保护问题日益突出。一种新的信息安全技术即信息隐藏技术应运而生,它通过把要传递的信息隐藏在普通信息中传给对方。
我们采用在有限域上求根以嵌入综合码这样一种先进的计算方法来减少时间复杂度,用在有限域上的二次多项式和三次多项式的根去求出BCH码的陪集头,它的根在嵌入之前已经计算出来并在查找表中可以找到,这样就不用再去计算它们的根,节省了很多时间。因此,我们所采用的方法比其他方法能更快速的隐藏更多的信息。
基于现实情况,信息隐藏技术越来越受到人们的重视,正日益成为隐蔽通信和知识产权保护等的主要手段,越来越多地得到广泛的应用与研究。
一、信息隐藏技术介绍
信息隐藏,也称作数据隐藏或数字水印。简单来讲,信息隐藏是指将某一信号(签字信号)嵌入另一信号(主信号或掩护媒体)的过程,掩护媒体经嵌入信息后变成一个伪装媒体。信息隐藏技术使得非授权者根本无从得知保密信息的存在与否。相对于现代密码学来讲,信息隐藏的最大优势在于它并不限制对主信号的存取和访问,而是致力于签字信号的安全保密性。
数字水印从实质上说也是一类信息隐藏,但是其目的不是为了保密通信,而是为了标明载体本身的一些信息,如多媒体信息的创作者、版权信息、使用权限等一系列需要标明的信息,利用数字水印,还可以跟踪多媒体产品的非法传播和扩散,打击盗版。数字水印技术目前正处于一个快速发展和持续深入的阶段,应用领域也在快速扩展。从最初的图像水印、音频水印,发展到软件水印、视频水印、文字水印;从最初的算法研究,扩展到行业领域的应用,如数字地图的版权保护、数字图书的版权保护、证件防伪、多媒体数据的检索、电子公文防篡改等。
二、信息隐藏的基本原理
信息隐藏是把一个有意义的秘密信息如软件序列号、秘文或版权信息通过某种嵌入算法隐藏到载體信息中从而得到隐秘载体的过程。通常载体可以是文字、图像、声音和视频等,而嵌入算法也主要利用多媒体信息的时间或空间冗余性和人对信息变化的掩蔽效应。信息隐藏后,非法使用者无法确认该载体中是否隐藏其它信息,也难于提取或去除所隐藏的秘密信息。隐秘载体通过信道到达接收方后,接收方通过检测器利用密钥从中恢复或检测出隐藏的秘密信息。
信息隐藏虽然继承了信息加密的一些基本思想,但信息隐藏目的不是限制资料信息的交流存取,而在于保证隐藏信息不被察觉和破坏,信息隐藏不但隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在。而信息加密是将资料加密完全变为密文,没有密钥的人难以获取机密资料,一旦被解密,信息就完全变成明文,对信息的保护作用也随之消失,传统的加密方法由此也表明了哪些是重要信息,这会引起攻击者注意,况且攻击者可以在破译失败的情况下将信息破坏,使合法的接收者无法阅读信息内容。
三、信息隐藏的主要特性
密钥及安全性,对密钥的保护以及嵌入算法有较强的对抗攻击能力,能够抵抗攻击者一定程度的攻击,使秘密信息不会被破坏。可感知性,指隐蔽载体与原始载体具有充分接近的特性,信息隐藏对人的视觉或听觉系统透明,感觉不到隐秘载体的明显变化。如具有一致的统计特性、肉眼无法区分隐秘图像与原始图像区别。
四、信息隐藏的应用领域
1、数据保密。 在因特网上传输一些数据要防止非授权用户截获并使用,这是网络安全的一个重要内容。随着经济的全球化,这一点不仅将涉及政治、军事,还将涉及到商业、金融和个人隐私。而我们可以通过使用信息隐藏技术来保护在网上交流的信息,如:电子商务中的敏感信息、谈判双方的秘密协议和合同、网上银行交易中的敏感数据信息、重要文件的数字签名和个人隐私等。另外,还可以对一些不愿为别人所知道的内容,使用信息隐藏的方式进行隐藏存储。
2、数据的不可抵赖性。在网上交易中,交易双方的任何一方不能抵赖自己曾经做出的行为,也不能否认曾经接收到对方的信息,这是交易系统中的一个重要环节。这可以使用信息隐藏技术中水印技术,在交易体系的任何一方发送或接收信息时,将各自的特征标记以水印的形式加入到传递的信息中,这种水印应是不能被去除的,以达到确认其行为的目的。
3、数字作品的版权保护。版权保护是信息隐藏技术中的水印技术所试图解决的一个重要问题。随着网络和数字技术的快速普及,通过网络向人们提供的数字服务也会越来越多,如数字图书馆、数字图书出版、数字电视、数字新闻等。这些服务提供的都是数字作品,数字作品具有易修改、易复制的特点,当今就已经成为迫切需要解决的实际问题。
4、数字水印技术可以成为解决此难题的一种方案。服务提供商在向用户发放作品的同时,将双方的信息代码以水印的形式隐藏在作品中,这种水印从理论上讲应该是不被破坏的。当发现数字作品在非法传播时,可以通过提取出的水印代码追查非法散播者。
5、防伪。商务活动中的各种票据的防伪也是信息隐藏技术可以用武之地。在数字票据中隐藏的水印经过打印后仍然存在,可以通过扫描转换成为数字形式,提取防伪水印,已证实票据
6、数据的完整性。对于数据完整性的验证是要确认数据在网上传输或存储过程中并没有被篡改。通过使用脆弱水印技术保护的媒体一旦被窜改就会破坏水印,从而很容易被识别。
总而言之,信息隐藏技术潜在的价值是无法估量的,将有越来越广泛的用途。但作为一种有效的新的信息安全技术,信息隐藏技术仍存在理论研究未成体系、技术不够成熟、实用化程度不够等问题,所以仍有许多问题需要继续研究。
多种载体信息隐藏的分析:目前多数研究是针对图像、视频、音频等媒体的,而实际基于文本数据作为覆盖信号的数据特征研究较少。根据符合我国通信设施特点和多种网络传输方式的隐藏通信系统尚待研究。隐藏分析需要进一步研究:信息隐藏技术也是把双刃剑,“9·11”恐怖事件的恐怖分子就曾利用信息隐藏技术将含有密谋信息和情报的图片,利用互联网实现恐怖活动信息的隐蔽传输。如今,恐怖分子、毒品交易者以及其他犯罪分子等一样可以用其来传输秘密信息,实施犯罪活动。因此,下一步对于信息隐藏分析的工作尚需加强研究。
参考文献
[1] 张宗橙,纠错编码原理与应用[ M ] . 电子工业出版社,2 0 0 3 .
[2] 张传生. 数字通信原理[ M ] . 西安交通大学出版社,1 9 9 5 .
(作者单位:周口师范学院数学与统计学院)
我们采用在有限域上求根以嵌入综合码这样一种先进的计算方法来减少时间复杂度,用在有限域上的二次多项式和三次多项式的根去求出BCH码的陪集头,它的根在嵌入之前已经计算出来并在查找表中可以找到,这样就不用再去计算它们的根,节省了很多时间。因此,我们所采用的方法比其他方法能更快速的隐藏更多的信息。
基于现实情况,信息隐藏技术越来越受到人们的重视,正日益成为隐蔽通信和知识产权保护等的主要手段,越来越多地得到广泛的应用与研究。
一、信息隐藏技术介绍
信息隐藏,也称作数据隐藏或数字水印。简单来讲,信息隐藏是指将某一信号(签字信号)嵌入另一信号(主信号或掩护媒体)的过程,掩护媒体经嵌入信息后变成一个伪装媒体。信息隐藏技术使得非授权者根本无从得知保密信息的存在与否。相对于现代密码学来讲,信息隐藏的最大优势在于它并不限制对主信号的存取和访问,而是致力于签字信号的安全保密性。
数字水印从实质上说也是一类信息隐藏,但是其目的不是为了保密通信,而是为了标明载体本身的一些信息,如多媒体信息的创作者、版权信息、使用权限等一系列需要标明的信息,利用数字水印,还可以跟踪多媒体产品的非法传播和扩散,打击盗版。数字水印技术目前正处于一个快速发展和持续深入的阶段,应用领域也在快速扩展。从最初的图像水印、音频水印,发展到软件水印、视频水印、文字水印;从最初的算法研究,扩展到行业领域的应用,如数字地图的版权保护、数字图书的版权保护、证件防伪、多媒体数据的检索、电子公文防篡改等。
二、信息隐藏的基本原理
信息隐藏是把一个有意义的秘密信息如软件序列号、秘文或版权信息通过某种嵌入算法隐藏到载體信息中从而得到隐秘载体的过程。通常载体可以是文字、图像、声音和视频等,而嵌入算法也主要利用多媒体信息的时间或空间冗余性和人对信息变化的掩蔽效应。信息隐藏后,非法使用者无法确认该载体中是否隐藏其它信息,也难于提取或去除所隐藏的秘密信息。隐秘载体通过信道到达接收方后,接收方通过检测器利用密钥从中恢复或检测出隐藏的秘密信息。
信息隐藏虽然继承了信息加密的一些基本思想,但信息隐藏目的不是限制资料信息的交流存取,而在于保证隐藏信息不被察觉和破坏,信息隐藏不但隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在。而信息加密是将资料加密完全变为密文,没有密钥的人难以获取机密资料,一旦被解密,信息就完全变成明文,对信息的保护作用也随之消失,传统的加密方法由此也表明了哪些是重要信息,这会引起攻击者注意,况且攻击者可以在破译失败的情况下将信息破坏,使合法的接收者无法阅读信息内容。
三、信息隐藏的主要特性
密钥及安全性,对密钥的保护以及嵌入算法有较强的对抗攻击能力,能够抵抗攻击者一定程度的攻击,使秘密信息不会被破坏。可感知性,指隐蔽载体与原始载体具有充分接近的特性,信息隐藏对人的视觉或听觉系统透明,感觉不到隐秘载体的明显变化。如具有一致的统计特性、肉眼无法区分隐秘图像与原始图像区别。
四、信息隐藏的应用领域
1、数据保密。 在因特网上传输一些数据要防止非授权用户截获并使用,这是网络安全的一个重要内容。随着经济的全球化,这一点不仅将涉及政治、军事,还将涉及到商业、金融和个人隐私。而我们可以通过使用信息隐藏技术来保护在网上交流的信息,如:电子商务中的敏感信息、谈判双方的秘密协议和合同、网上银行交易中的敏感数据信息、重要文件的数字签名和个人隐私等。另外,还可以对一些不愿为别人所知道的内容,使用信息隐藏的方式进行隐藏存储。
2、数据的不可抵赖性。在网上交易中,交易双方的任何一方不能抵赖自己曾经做出的行为,也不能否认曾经接收到对方的信息,这是交易系统中的一个重要环节。这可以使用信息隐藏技术中水印技术,在交易体系的任何一方发送或接收信息时,将各自的特征标记以水印的形式加入到传递的信息中,这种水印应是不能被去除的,以达到确认其行为的目的。
3、数字作品的版权保护。版权保护是信息隐藏技术中的水印技术所试图解决的一个重要问题。随着网络和数字技术的快速普及,通过网络向人们提供的数字服务也会越来越多,如数字图书馆、数字图书出版、数字电视、数字新闻等。这些服务提供的都是数字作品,数字作品具有易修改、易复制的特点,当今就已经成为迫切需要解决的实际问题。
4、数字水印技术可以成为解决此难题的一种方案。服务提供商在向用户发放作品的同时,将双方的信息代码以水印的形式隐藏在作品中,这种水印从理论上讲应该是不被破坏的。当发现数字作品在非法传播时,可以通过提取出的水印代码追查非法散播者。
5、防伪。商务活动中的各种票据的防伪也是信息隐藏技术可以用武之地。在数字票据中隐藏的水印经过打印后仍然存在,可以通过扫描转换成为数字形式,提取防伪水印,已证实票据
6、数据的完整性。对于数据完整性的验证是要确认数据在网上传输或存储过程中并没有被篡改。通过使用脆弱水印技术保护的媒体一旦被窜改就会破坏水印,从而很容易被识别。
总而言之,信息隐藏技术潜在的价值是无法估量的,将有越来越广泛的用途。但作为一种有效的新的信息安全技术,信息隐藏技术仍存在理论研究未成体系、技术不够成熟、实用化程度不够等问题,所以仍有许多问题需要继续研究。
多种载体信息隐藏的分析:目前多数研究是针对图像、视频、音频等媒体的,而实际基于文本数据作为覆盖信号的数据特征研究较少。根据符合我国通信设施特点和多种网络传输方式的隐藏通信系统尚待研究。隐藏分析需要进一步研究:信息隐藏技术也是把双刃剑,“9·11”恐怖事件的恐怖分子就曾利用信息隐藏技术将含有密谋信息和情报的图片,利用互联网实现恐怖活动信息的隐蔽传输。如今,恐怖分子、毒品交易者以及其他犯罪分子等一样可以用其来传输秘密信息,实施犯罪活动。因此,下一步对于信息隐藏分析的工作尚需加强研究。
参考文献
[1] 张宗橙,纠错编码原理与应用[ M ] . 电子工业出版社,2 0 0 3 .
[2] 张传生. 数字通信原理[ M ] . 西安交通大学出版社,1 9 9 5 .
(作者单位:周口师范学院数学与统计学院)