什么是信息隐藏技术?在什么地方可以下到相关论文了。

2024-12-29 14:44:44
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1 信息系统安全的威胁因素
信息作为人们宝贵的财富,贯穿在当今人类的一切活动当中。信息系统是信息获取与处理的各种方法、过程、技术按一定规律构成的有机整体,它是以计算机和数据通信网络为基础的开放的互联网应用管理系统,要确保系统中敏感信息的安全,就必须了解威胁系统安全的因素,采取相应的技术策略,使信息系统安全可靠。
目前信息系统已被广泛用于政府、军队、金融、贸易、商业、企业等部门,它给人们带来了极大方便的同时,也给不法分子提供了犯罪的机会。归纳起来,信息系统所面临的威胁有以下几类:
1.1 通信传输中的威胁
常常有两种威胁:(1)主动攻击:攻击者(黑客)通过网络将虚假信息、垃圾数据、计算机病毒等置入系统内部,破坏信息的真实性和完整性;(2)被动攻击:如在通信传输线路中直接搭线窃听,使信息泄漏而无察觉。
1.2 存储中的威胁
攻击者在获取系统的访问控制权后,浏览存储介质中的敏感信息,直接盗窃、蓄意删改,甚至造成系统瘫痪,使信息的保密性、真实性、完整性受到破坏。
1.3 加工处理中的威胁
信息在加工处理过程中通常以文明形式出现,在此期间如果遭到攻击或出现意外操作,极易使信息泄露,造成损失。
除此之外,系统的硬件缺陷、软件漏洞、数据弱点、电磁辐射和客观环境也常常对信息系统的安全构成威胁。
2 信息隐藏的含义及方法
信息隐藏是集多学科理论与技术于一身的新兴技术领域,它利用人类感觉器官对数字信号的感觉冗余,将一个消息隐藏在另一个消息中,而由于在隐藏后外部表现的只是遮掩消息的外部特征,故并不改变遮掩消息的基本特征和使用价值,所以用信息隐藏的方法和用密码加密的方法进行保密通信各有自己的优势。信息隐藏方法的最大优点是:除通信双方以外的任何第三方都不知道待隐消息存在这个事实,这就较之单纯的密码加密方法更多了一层保护。
信息隐藏是一个十分活跃的研究领域,虽然其载体可以是文字、图象、语音或视频等不同格式的文件,但使用的方法没有本质的区别。因此,下面将以信息隐藏技术在图象中的应用即遮掩消息选用数字图象的情况为例进行说明。
在图象中应用的信息隐藏技术基本上可分为两大类:时域法或频域法。时域法就是直接改变图象元素的值,一般是在图象的亮度或色带中加入隐藏的内容。这种方法比较有代表性的是最不重要比特位(the Least Significant Bits ,简称LSB)方法,该方法也是最早被应用的信息隐藏方法。遮掩消息的LSB直接被待隐消息的比特位或两者之间经过某种逻辑运算的结果所代替。LSB算法的主要优点是可以实现高容量和较好的不可见性。但是该算法容易被第三方发现和得到,遭到破坏,对图象的各种操作如压缩、剪切等,都会使算法的可靠性受到影响。为了增强算法的性能,提出了各种改进的方法,如利用伪随机序列,以“随机”的顺序修改图象的LSM(叠像技术);在必须使用密钥的情况下,才能得到正确的嵌入序列,等等。使用LSB算法的实例可以从Schnydel,Tirkel和Osborne,Wolfgang和Delp,Machado的文献中得到,而Milbeandt对各种格式的图象文件实现了LSB算法。
频域法是利用某种数学变幻,将图象用频域表示,通过更改图象的某些频域系数加入待隐消息,然后再利用反变换来生成隐藏有其它信息的图象。各种不同的数学变换都可以被使用,目前已有的方法,主要集中在小波变换、频率变换、DCT(低频分科)变换等。
O.Ruanaidh等提出了利用图象DFT(离散傅里叶变换)的相位嵌入信息的方法。因为对于信号特别是图象而言,DFT的相位信息比幅度信息重要的多,这也使得嵌入方法十分敏感。Fridrich提出了自适应基的方法,但是计算量较大,可嵌入的信息量也不大。而podilchuk和Zeng利用A.B.Waton提出的基于8×8子块的DCT变换视觉模型,提出了图象内容自适应的嵌入方法。该方法利用了图相对视觉的三个遮掩效应:频率遮掩(frequency masking)、亮度遮掩(Luminance masking)和对比度遮掩(Contrast masking),计算出每一个子块的DCT系数可以改变的量(Just noticeable difference),并以其作为可以嵌入信号的强度上限,这保证了嵌入的不可见性。
3 信息隐藏的应用领域
目前信息隐藏技术在信息安全的各个领域中所发挥的作用系统地总结为五个方面:
3.1 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。
3.2 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。
3.3 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。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。
3.4 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,可以通过再扫描回数字形式,提取防伪水印,已证实票据的真实性。
3.5 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窜改。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。
4 信息隐藏的未来发展
经过多年的努力,信息隐藏技术的研究已经取得了很大进展,国际上先进的信息隐藏技术现已能做到:使隐藏有其它信息的信息不但能经受人的感觉检测和仪器设备的检测,而且还能抵抗各种人为地蓄意攻击。但总的来说,信息隐藏技术尚未发展到完善得可实用的阶段,仍有不少技术性问题需要解决。同时,水印验证体系的建立、法律的保护等因素也是信息隐藏技术在迈向实用化中不可缺少的应用环境。另外,信息隐藏技术发展到今天,还没有找到自己的理论依据,没有形成理论体系。目前,随着技术的不断提高,对理论指导的期待已经越来越迫切,特别是在一些关键问题难以解决的时候,比如,计算机一个数字媒体或文件所能隐藏的最大安全信息量等。目前,使用密码加密仍是网络上主要的信息安全传输手段,信息隐藏技术在理论研究、技术成熟度和实用性方面都无法与之相比,但它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重要作用。

参考文献

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2 秦拴狮.因特网上的传统情报检索.情报理论与实践,2000(5)
3 张悦校.信息与情报涵义辨析.情报学报,1998(6)
4 陈永剑.Lars Klander 挑战黑客—网络安全的最终解决方案.北京:电子工业出版社,2000 (6)