信息隱藏與數(shù)字水印技術(shù)(已修改)
2025-02-28 16:59 本頁(yè)面
【正文】 信息隱藏與數(shù)字水印技術(shù) —背景、算法及相關(guān)理論 王昭順 北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院 信息隱藏問(wèn)題描述 ? 囚犯問(wèn)題 – 兩個(gè)囚犯 A和 B被關(guān)押在監(jiān)獄的不同牢房，他們想通過(guò)一種隱蔽的方式交換信息，但是交換信息必須要通過(guò)看守的檢查。因此，他們要想辦法在不引起看守者懷疑的情況下，在看似正常的信息中，傳遞他們之間的秘密信息 ? 看守者 – 被動(dòng)看守者：只是檢查傳遞的信息有沒(méi)有可疑的地方 – 主動(dòng)看守者：故意去修改一些可能隱藏有信息的地方，或者假裝自己是其中的一個(gè)囚犯，隱藏進(jìn)偽造的消息，傳遞給另一個(gè)囚犯 信息隱藏問(wèn)題 128 127 126 … 120 123 124 … …… 85 85 86 … 0 1 1 … 1 0 0 … …… 0 1 1 … 128 127 127 … 121 124 124 … …… 86 85 87 … 信息隱藏的思想 利用以 – 數(shù)字信號(hào)處理理論（圖像信號(hào)處理、音頻信號(hào)處理、視頻信號(hào)處理等） – 人類(lèi)感知理論（視覺(jué)理論、聽(tīng)覺(jué)理論） – 現(xiàn)代通信技術(shù) – 密碼技術(shù) 等為代表的偽裝式信息隱藏方法來(lái)研究信息的保密和安全問(wèn)題 ? 隱藏者 ? 盡可能多地將信息隱藏在公開(kāi)消息之中 ? 盡可能不讓對(duì)手發(fā)現(xiàn)任何破綻 ? 攻擊者 ? 盡可能地發(fā)現(xiàn)和破壞對(duì)手利用信息隱藏技術(shù)隱藏在公開(kāi)消息中的機(jī)密信息 信息隱藏 與信息安全 ? 信息隱藏（偽裝）就是將秘密信息秘密地隱藏于另一非機(jī)密的文件內(nèi)容之中。其形式可為任何一種數(shù)字媒體，如圖象、聲音、視頻或一般的文檔等等； ? 密碼僅僅隱藏了信息的內(nèi)容，而信息偽裝不但隱藏了信息的內(nèi)容而且隱藏了信息的存在； ? 傳統(tǒng)的以密碼學(xué)為核心技術(shù)的信息安全和偽裝式信息安全技術(shù)不是互相矛盾、互相競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)，而是互補(bǔ)的； ? 信息偽裝技術(shù)研究的內(nèi)容包括信息隱藏和信息的版權(quán)認(rèn)證，信息訪問(wèn)的合法身份認(rèn)定等。其研究涉及密碼學(xué)，圖象處理，模式識(shí)別，數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域。 ? 特性： 1）隱蔽性 。 2）安全性 。 3）對(duì)稱(chēng)性 。 4）可糾錯(cuò)性。 ? 信息隱藏的應(yīng)用 – 信息隱藏 ?偽裝式隱蔽通信 – 數(shù)字水印 – 數(shù)字版權(quán)管理 DRM ?數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù) 內(nèi)容 ? 信息偽裝技術(shù)（廣義信息隱藏） – 為防止數(shù)據(jù)泄漏，在某種載體中嵌入數(shù)據(jù) – 古代的隱寫(xiě)術(shù)（ Steganography）：隱蔽機(jī)密信息 ? 信息隱藏（ Information Hiding） ?利用人類(lèi)感知系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的冗余 ?載體可以是任何一種多媒體數(shù)據(jù)，如音頻、視頻、圖像、甚至文本、數(shù)據(jù)等 ?被隱藏的信息也可以是任何形式（全部作為比特流） 必要性 ? 信息隱藏 – 加密：對(duì)秘密信息本身進(jìn)行保護(hù)，但信息的傳遞過(guò)程是暴露的 – 隱藏：掩蓋秘密信息存在的事實(shí) ? 將 密碼學(xué) 與 信息隱藏 相結(jié)合，就可以同時(shí)保證信息本身的安全和信息傳遞過(guò)程的安全 ? 數(shù)字水印 – 數(shù)字產(chǎn)品的無(wú)失真復(fù)制的特點(diǎn)，造成版權(quán)保護(hù)和管理方面的漏洞 技術(shù)上的可行性 ? 利用人類(lèi)感知系統(tǒng)的冗余 – 視覺(jué) – 聽(tīng)覺(jué) ? 利用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的冗余 – 圖像 視頻 – 音頻 ? 利用各種潛信道 信息隱藏技術(shù)的分類(lèi) 隱秘信道基于語(yǔ)義的偽裝術(shù) 基于技術(shù)的偽裝術(shù)偽裝術(shù) 匿名通信不可見(jiàn)水印 可見(jiàn)水印水印 指紋穩(wěn)健的版權(quán)標(biāo)識(shí) 脆弱的數(shù)字水印版權(quán)標(biāo)識(shí)信息偽裝 信息隱藏的歷史 ? 公元前 440年出現(xiàn)用頭發(fā)掩蓋信息的方法 ? 將信函隱藏在信使的鞋底、衣服的皺褶，婦女的頭飾、首飾中 ? 在信函中改變字母筆畫(huà)的高度，或在字母上（下）面挖非常小的孔 ? 17世紀(jì)的無(wú)形墨水：在特定的字母上制作非常小的斑點(diǎn) ? 19世紀(jì)的微縮膠片 ? 化學(xué)方式實(shí)現(xiàn)的高級(jí)隱寫(xiě)術(shù) – 用筆蘸淀粉水寫(xiě)在白紙上，噴上碘水后顯示棕色字體 ? 藝術(shù)作品中隱寫(xiě)術(shù)
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