信息隐藏技术及算法分析.docx

信息隐藏技术及算法分析
信息隐藏技术一直以来都是计算机安全中非常重要的一个方面，主要涉及信息在不经过检测或者授权的情况下被嵌入到某些载体中。信息隐藏技术主要为了实现安全沟通而被广泛应用，比如：在音频、图像、文本等多种格式的文件中隐藏信息，以避免信息被恶意人员偷取、篡改和破坏。如何实现信息的隐藏就是信息隐藏技术需要解决的基本问题。
信息隐藏技术常用的算法包括：LSB算法、DCT算法、扩频算法等。
（1）LSB算法
最低有效位（LSB）嵌入技术是一种比较简单和高效的图像信息隐藏技术，它的基本思想是利用像素强度分量二进制码序列中的最低位来嵌入信息。
在LSB算法嵌入数据的时候，首先需要对需要嵌入数据进行编码。然后将所需要隐藏的信息从每个像素强度的二进制码序列的最低位处依次取出分段，用嵌入信息替换，替换后的新序列在依次还原至每个像素的最低位处。这种算法优势在于不需要过多的计算，但是也很容易受到攻击，因为只改变最后一位相当于改变了整个像素的明亮程度。
（2）DCT算法
离散余弦变换（DCT）嵌入技术常用来隐藏音频信息，它的基本思想是通过计算音频信号的DCT系数，将嵌入的信息嵌入在低频区域。
嵌入方法一般采用两种：（1）在DCT系数大于某个阈值的位置上嵌入信息。如果DCT系数大于这个阈值的话就能保证所嵌入的信息在人耳上并不显著。但是，由于识别出特定位置所对应的DCT系数代价比较昂贵所以衍生了另外一种方法；（2）嵌入信息在所有DCT系数上，并将嵌入的信息掩藏在DCT系数中。这种方法在嵌入信息时需要在空域与频域之间反复切换，所以很容易产生可见嵌入但又不影响声音质量的效果，但是会增加计算量。
（3）扩频算法
扩频算法是一种嵌入的方法，其原理与频偏补偿技术类似。扩频技术的主要思路是：对于原始图像数据进行编码和扩展，然后在进行嵌入信息。
该算法主要有两种方法：（1）直接扩频；（2）伪随机扩频
在直接扩频技术中，图像的每个像素点通过一个已知的扰动系数进行混合，然后与一个随机的序列进行异或操作，再通过新的像素数据生成新的嵌入图像；在伪随机扩频算法中，同样先对图像的像素进行混合，接着进行一次秘密密钥编码，最后在每个像素位嵌入信息。
总结：信息隐藏技术是一种计算机安全领域非常重要的技术，并涉及到多个相关算法，如LSB算法、DCT算法、扩频算法。仅从分析与介绍角度来看LSB算法具有实现算法简易，但风险巨大，容易被攻击的问题，DCT算法可以隐藏音频信息的特点，但在频率域及空域间反复切换是性能瓶颈，扩频算法是一种嵌入方法，其与频偏补偿技术类似，并且可以通过直接扩频和伪随机扩频的两种方法来实现。