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信息隐藏技术

摘要：随着INTERNET的日益普及，多媒体信息的交流已经达到了前所未有的
的深度和广度，其发布形式也愈加丰富。人们如今也可以通过INTERNET发布
自己的作品、重要信息和进行网上贸易等，但随之出现的问题也十分严重：如作
品侵权更加容易，篡改也更加方便。因此如何充分利用INTERNET的方便，又
能有效保护知识产权，已受到了人们的高度重视！此时，信息隐藏作为隐蔽通信
和知识产权保护等的主要手段，正得到广泛的研究与应用。所谓信息隐藏就是将
秘密信息隐藏到一般的非秘密的数字媒体（如图像、声音、文档文件）中，从而
不让对手发觉的一种方法。

关键词：信息安全信息技术信息隐藏

信息隐藏是把一个有意义的信息隐藏在另一个称为载体（可以是文字、图像、
声音及视频等）的信息中得到隐蔽载体，非法者不知道这个普通信息中是否隐藏
了其他的信息，而且即使知道也难以提取或去除隐藏的信息。
一、信息隐藏与传统密码学技术的比较

密码技术主要是研究如何将机密信息进行特殊的编码，已形成不可识别的密
文进行传递；而信息隐藏则主要是研究如何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开
的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。对加密通信而言，监测者
或非法拦截者可通过截取密文，并对其进行破译，或将密文进行破坏后，再发送
从而影响机密信息的安全；但对信息隐藏而言，监测者或非法拦截者则难以从公
开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息，从而能保证机密信息的安
全。
二、信息隐藏的分类

图1-1信息隐藏技术的分类

1、按载体类型分类
包括基于文本、图像、声音和视频
2、按密钥分类
若嵌入和提取采用相同的密钥，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
只要可分为空域及变换域方法。
两种方法的比较：
空域替换方法是用待隐藏的信息替换载体信息中的冗余部分。一种简单的替
换方法是隐藏信息位替换载体中的一些最不重要位（LSB），只有知道隐藏信息嵌
入的位置才能提取信息。此方法较为简单但鲁棒性较差。对载体的娇小扰动，如
有损压缩都可能导致整个信息的丢失。因此，目前的多数信息隐藏方法都采用了
变换域技术，即把带隐藏的信息嵌入到载体的一个变换空间中。与空域相比，变
换域具有以下优点：
1）在变换域中的信号能量可以分布到空域的所有像素上。
2）在变换域中，人的感知系统的某些掩蔽特性可以更方便地结合到编码过
程中。
3）变换域方法可与数据压缩标准，如JPEG等兼容，常用的变换包括离散余
弦变换和小波变换，一般而言，变换域方法对诸如压缩、修剪和某些图像处理等
的攻击的鲁棒性更强。
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，否则为非盲隐藏。
5、按保护对象分类
主要分为隐写术和水印技术
数字水印技术主要用于版权保护以及拷贝控制和操作跟踪。在版权保护中，
将版权信息嵌入到多媒体中，来达到标识、注释以及版权保护。数字水印技术的
应用已经很成熟。信息隐藏的另一个分支为隐写术，隐写术的分类的依据不同：
可以按隐写系统结构分类：分为纯隐写术、密钥隐写术和公钥隐写术；按隐写空
间分类：可以分为信道隐秘、空域隐写、变换域隐写；按隐写载体分类可以分为
文本隐写、语音隐写、视频隐写和二进制隐写。
三、信息隐藏技术特点

信息隐藏技术必须要考虑到正常的信息操作所造成的威胁，要使机密资料对
正常的数据操作技术具有免疫力。那么这种免疫力的关键就是要使得隐藏信息部
分不易被正常的数据操作所破坏。根据信息隐藏的目的和技术要求，该技术具有
以下特性：
1、透明性
即隐蔽性。此为信息伪装的基本要求。
2、鲁棒性
即不会因为图像文件的某些改动变换而导致隐藏信息丢失的能力。
3、不可检测性
即隐蔽载体与原始载体具有一致的特性。
4、安全性
即指隐藏算法有较强的抗攻击能力，能够承受一定的攻击，而保护隐藏信息
不被破坏。
5、自恢复性
即在遭到一定程度的破坏之后，能够利用留下的片段数据回复隐藏信号，并
且恢复过程中不需要宿主信号的能力。
6、对称性
7、可纠错性
四、信息隐藏的算法

1、空域算法
最典型的空域信息隐藏算法为LSB算法，其优点在于可实现高容量和较好的
不可见性，缺点就在于鲁棒性较差，易被第三方发现和提取信息，对图像的各种
操作都可能使得算的可靠性受到影响。
2、Patchwork算法
该算法对JPEG压缩、FIR滤波以及图像裁剪有一定的抵抗力，但嵌入的信
息量有限。为嵌入更多的信息，可以对图像进行分块，然后对，每一个图像块进
行嵌入操作。
3、压缩域算法
基于JPEG、MPEG标准的压缩域数字水印系统不仅能够节约大量的完全解码
和重新编码过程，而且在数字广播电视及VOD中有很大的实用价值。相应地，水
印检测与提取也可以直接在压缩域