隐秘通信中信息隐藏技术的应用
隐秘通信中信息隐藏技术的应用
作者：马啸
来源：《中国新通信》2013年第05期
        【摘要】随着科学技术的不断发展，信息隐藏技术在不断提高自身技术的同时还要接受来自互联网以及电子商务、电子政务等一系列新媒体的挑战。如何在目前信息技术泛滥且互联网飞速发展的时代将信息隐藏技术更好地应用在隐秘通信中，是本文主要分析的问题。
        【关键词】隐秘通信 信息影藏技术 分类
        一、信息隐藏技术的发展概况
        信息隐藏技术追溯到古代，从密写术开始，经历了多种多样不同的技术，但是都没有成为一门系统的学问。1996年在英国剑桥成功召开的第一届国际信息隐藏学术会议，标志着信息隐藏作为一种新的学科登上了历史的舞台。
        信息隐藏是指将需要加密的秘密信息通过特定的算法嵌入到隐秘的载体文件中，并通过公开的渠道传送出去，接收方接收到隐秘载体后通过约定的提取手段，将秘密信息提取出来。这
样的方式将秘密信息的存在性隐藏起来，使攻击方无法知道秘密信息的传达。信息隐藏技术主要集中在两个方面：隐秘通信和水印技术。水印技术主要是针对一些商家的专利版权的保护和数字方面的认证等；隐秘通信主要集中在保护秘密信息的安全，以准确及时地将信息传递给接收方，隐秘技术的领域主要集中在文本、图片、音频和视频中。古代信息传递方式
        二、隐秘通信的分类
        信息的隐藏按照不同的方法有不同的类别，按照载体的类型来分，可以分为文本隐秘通信、图像隐秘通信、音频隐秘通信、视频隐秘通信、超文本隐秘通信、网络层隐秘通信和图形隐秘通信等媒体隐秘通信技术；按照信息隐藏时所使用的密钥方式来分，可以分为有密钥隐秘和无密钥隐秘两大隐秘技术；按照嵌入域的不同还可以分成时域方法和变换域方法。
        2.1 按照载体分类的隐秘通信
        2.1.1 文本隐秘通信
        文本的隐秘通信主要是在一些需要加密的文件中，将其格式文本中的排版或者其他的特征进行调整，调整幅度根据需要加密文件的重要性来决定，这样就能够将文本信息通过加密
的方式传达出去。
        2.1.2 图像隐秘通信
        图像的隐秘通信主要是将图像的部分数据或者图像的部分描述参数进行替换或者修改，以此将图像中人的眼睛无法感知的信息嵌入其中，图像隐秘通信的方法主要是利用了人类普遍的视觉心理特征。
        2.1.3 音频隐秘通信
        音频隐秘通信的主要方面是语音信息的隐藏，它是根据人耳能够听到的声音的频率和强度而定的。按照正常人的听力范围，能够听到的声音的频率在2kHz-18kHz之间，听到的分贝强度是-5分贝到130分贝之间。根据这个范围，给各个专用词下了定义，其中听阈是指能够被听到的最低的声压，根据听阈曲线以及其他数据表明：人耳对声音的相应程度受到不同的声音频率影响，对3-5kHz频率范围内的声音最为敏感，高于或者低于这个频率范围，人耳的听觉的灵敏度就会大大地降低。
        在语音信息隐藏中，有一个效应叫人耳掩蔽效应，它是指在两个声音同时存在时，且一
个声音较强，另一个声音较弱，较弱的那个声音不能被听到，即被掩蔽了。其中较强的声音被称为掩蔽声，较弱的声音被称为被掩蔽声。举例来说，在马路上打电话，对方听到的声音有汽车呼啸的声音和人说话的声音，马路上较大的车辆声音就是掩蔽声，而打电话者的声音较难被对方完全听清楚，就是被掩蔽声。概括来说，在数字化的音频中嵌入秘密信息，主要是利用了人类普遍的听觉心理。
        2.1.4 视频隐秘通信
        视频的隐秘通信原理和图像隐秘通信较为相似，即在图像信息中将需要隐藏的信息通过替换或者修改的方式隐藏起来，这样就能够将秘密信息嵌入数字化的视频中。该种方法同样利用了人类的视觉心理特征。
        2.1.5 超文本隐秘通信
        超文本隐秘通信同文本通信相比有相似的部分，即是通过对文本的结构或者排版进行调整或者修改，使得秘密信息能够秘密地传达出去。超文本隐秘通信的特殊之处在于，它会在文件中加入一些不会被注意的排版标记符号，比如回车键、波浪线等排版符号。
        2.1.6 网络层隐秘通信和图形隐秘通信
        网络层的隐秘通信是通过网络协议中的一些内容进行隐秘信息的传递的，比如网络协议中一些没有利用和使用的保留区域或者格式区域，就可以用作隐秘信息的传达空间；图形隐秘通信是通过修改图形文件中的细部网格区域或者格式区域来实现的。
        2.2 按照密钥隐藏方式分类
        2.2.1 有密钥隐秘通信
        有密钥隐秘通信有三种隐秘方式：公钥隐秘、对称密钥隐秘和非对称密钥隐秘。公钥隐秘是指在秘密信息的嵌入和提取过程中都是根据公钥体制的规定来执行，这种方式主要适用于体性的使用者，该体公用该密钥，这样方便了该体的工作，但安全性较低；对称密钥隐秘是指秘密信息的嵌入者和提取者都知道该密钥，但是除此之外的人不知道。这种方法是对应而言的，因此被称为对称密钥隐秘；非对称密钥隐秘是指秘密信息的嵌入者和提取者所使用的密钥不同，这就大大地增强了秘密信息的安全性。
        2.2.2 无密钥隐秘通信
        无密钥隐秘通信不能保障秘密信息的安全性，因为在使用过程中，嵌入者在将秘密信息嵌入载体时不做任何的加密处理，而且在信息嵌入过程中也没有密钥进行控制，因此无密钥隐秘通信又被称为“纯隐秘术”。
        2.3 按照嵌入域方法的分类
        2.3.1 时域方法
        时域方法是直接将有待处理的秘密信息嵌入到载体中，或者替换载体中较为冗杂的部分，它最为简单的方法是将载体中较为冗余的部分内容，用有待隐藏的信息进行替换，这种方法比较容易实现，且其计算量较小。
        2.3.2 变换域方法
        变换域方法是将原始的需要隐藏的信息进行变换或运算，再将变换后的结果嵌入到已经修改过的文本信息中，并且在隐藏提取信息时还需要反复的反变换。变换域方法中对原始信息进行变化和计算的方法有离散小波变换、傅立叶变换和离散余弦变换。变换域方法相较于时域方法，其隐藏效果更加明显，并且其鲁棒性较强。
        通信隐秘技术多种多样，但是在技术使用过程中还应有其基本原则来保障该技术的安全和有效使用。
        三、对隐秘通信技术的要求
        对隐秘技术的一些基本的性能要求能够保障其有效地将隐藏信息传达出去，因此其性能的要求如下：首先，隐秘通信技术要有一定的鲁棒性。其次，隐秘通信技术要求嵌入的信息量不能超过一定的范围。再次，隐秘技术应保证隐藏信息的不可感知性。另外最重要也是最基本的是要保证密钥或者隐秘载体的秘密性和安全性，以防止敌方或攻击者得到该信息，造成意想不到的破坏。
        通过对隐秘通信技术中信息隐藏技术的发展概况进行分析，我们能够清晰地了解到信息隐藏技术的大致发展历程及其工作流程；同样通过对隐秘通信技术的分类，可以明确各种隐秘通信方式工作方法，以便提高我国隐秘通信技术的发展和进步。

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