计算机网络与信息安全：计算机信息隐藏技术定义与模型

2023-10-18 理论教育版权反馈

【摘要】：（一）计算机信息隐藏技术的定义在第一届国际信息隐藏会议上达成了信息隐藏的一些基本定义，由Birgit Pfitzmann[1]整理成文。自从20世纪90年代世界各国开始研究信息隐藏技术以来，已有相当数量的研究成果问世，是信息安全领域研究的热点之一。信息隐藏要考虑隐藏的信息在遇到各种环境、操作之后免遭破坏的能力。信息隐藏的数据量与隐藏的免疫力始终是一对矛盾，不存在一种完全满足这两种要求的隐藏方法。信息隐藏技术主要由下述两部分组成。

（一）计算机信息隐藏技术的定义

在第一届国际信息隐藏会议上达成了信息隐藏的一些基本定义，由Birgit Pfitzmann^[1]整理成文。下面就信息隐藏的一些术语简述如下：

消息（Massage）：是指要进行隐藏的信息，可以是文字、图像、视频或声音等二进制数据。

载体（Cover）：是信息嵌入的宿主数据，一般是文本、数字图像、音频和视频文件等多媒体信号，也可以是信道，甚至是某套编码体制或整个系统。从目前所做的信息隐藏算法来看，以图像和视频居多，这是因为图像和视频文件中含有大量的信息冗余，可以利用这些冗余完成消息的嵌入。

原始载体（Original Cover）：没有隐藏任何信息的载体。

隐秘载体（Stego-Cover）：隐藏有秘密信息或水印信息的载体。

嵌入密钥或提取密钥（Extracting Key/Embedding Key）：在隐藏过程中用的一些额外的秘密数据，在嵌入信息时和提取嵌入信息时，通常要用它或它的一些相关信息，这些密钥可由密钥发生器产生。

信息嵌入（Data Embedding）：指利用嵌入密钥将消息嵌入原始载体的过程。

信息提取（Data Extraction）：是嵌入过程的逆过程，利用提取密钥从隐秘载体中恢复所嵌入的信息。

信息隐藏，对应的英文术语是information hiding或data hiding，是利用人类感觉器官的不敏感性（感觉冗余），以及多媒体数字信号本身存在的冗余（数据特性冗余），将有意义的信息（如秘密消息、软件序列号或版权信息等）隐藏于一个载体信息中，不被人的感知系统察觉到，而且不影响载体信息的感知效果和使用价值。这里的“载体信息”可以是数字图像、音频和视频等。在信息隐藏的文献中，所谓的图像信息隐藏、音频信息隐藏及视频信息隐藏分别指的是在图像、音频和视频中隐藏信息，而不是对图像、音频和视频信息进行隐藏。自从20世纪90年代世界各国开始研究信息隐藏技术以来，已有相当数量的研究成果问世，是信息安全领域研究的热点之一。

信息隐藏要考虑隐藏的信息在遇到各种环境、操作之后免遭破坏的能力。例如，信息隐藏必须对非恶意操作、图像压缩和信号变换等具有相当的免疫力。信息隐藏的数据量与隐藏的免疫力始终是一对矛盾，不存在一种完全满足这两种要求的隐藏方法。通常只能根据需求的不同有所侧重，采取某种折中方法，使一方得以满足，而另一方做些让步。从这一点看，实现真正有效的信息隐藏的难度较大，十分具有挑战性。(www.chuimin.cn)

（二）计算机信息隐藏技术模型

信息隐藏技术的载体可以是文字、声音、图像、视频等，下面以数字图像为载体（Cbver message），将需要保密的信息（Secret Message）——可以是版权信息或秘密数据，也可以是一个序列号——以噪声的形式隐藏于公开的图像中，但是噪声必须不为人眼所觉察，从而逃避可能的检测者，以达到传递秘密信息的目的。然后，检测器（Detector）利用密钥从载体中恢复或检测出秘密信息。

信息隐藏技术主要由下述两部分组成。

（1）信息的嵌入算法，它是利用密钥来实现秘密信息的隐藏。

（2）秘密信息检测/提取算法（检测器），它利用密钥从隐蔽载体中检测恢复出秘密信息。

pagenumber_ebook=114,pagenumber_book=108