【正文】 根據(jù)隱通道所涉及的同步變量或信息的個(gè)數(shù)，可分為聚集隱通 道和非聚集隱通道。 小 結(jié) 第 3章 信息隱藏技術(shù) (2) 隱寫術(shù)是指把秘密信息嵌入到看起來普通的載體信息 (尤其是多媒體信息 )中，用于存儲或通過公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的技術(shù)。一系列的主機(jī)作為接收者，加入組播路由樹，它們的狀態(tài)是動態(tài)的，同時(shí)其狀態(tài)也不為路由器和其他的主機(jī)所知。 (2) 可以保證發(fā)送者匿名。由該代理成員發(fā)起建立一條由多個(gè)成員組成的到達(dá)接收者的重路由路徑，以用于用戶和接收者之間的間接通信。 Shamir的秘密共享機(jī)制允許 n個(gè)用戶分別擁有不同的秘密信息，當(dāng)達(dá)到一定人數(shù)的秘密信息后才能恢復(fù)完整的秘密信息，且這個(gè)完整信息并不顯示任何人單獨(dú)擁有的秘密信息。這樣，發(fā)送者的 第 3章 信息隱藏技術(shù) 接收者匿名指即使接收方可以辨別出發(fā)送方，發(fā)送者也 通信雙方匿名指信息發(fā)送者和信息接收者的身份均保密。能夠訪問路由結(jié)點(diǎn)的攻擊者可以監(jiān)控用戶的流量特征，獲得IP地址，使用一些跟蹤軟件甚至可以直接從 IP地址追蹤到個(gè)人用戶。 沒有有效的構(gòu)造工具 。當(dāng)發(fā)生這樣的情況時(shí)，稱兩個(gè)進(jìn)程 A和 B之間是無干擾的。 不遺漏任何會造成隱通道的信息流。為獲得最大帶寬，并行聚集隱通道變量要求在不同處理器上對通信進(jìn)程進(jìn)行組調(diào)用，否則帶寬會降至序列聚集通道的水平。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 圖 351 基于“下讀上寫”安全策略的隱通道 第 3章 信息隱藏技術(shù) 第一步 : 用戶 B在 File A中寫入“ Start”字符串，表明信 第二步 : 用戶 A監(jiān)控 File A，當(dāng)它發(fā)現(xiàn) File A中出現(xiàn)“ Start”字符串時(shí)，表明已經(jīng)和用戶 B 第三步 : 用戶 A讀文件 File B，表示傳輸二進(jìn)制 1。根據(jù)隱通道的形成，隱通道可分為存儲隱通道 (Storage Covert Channels)通道 (Timing Covert Channels)。 TCSEC中一個(gè)比較通泛的定義是“能讓一個(gè)進(jìn)程以違反系統(tǒng)安全策略的方式傳遞消息的信息通道”。 (c) 被隱藏的水印 第 3章 信息隱藏技術(shù) 2) 變換 (頻 ) 同信息隱藏算法類似，空間域算法存在魯棒性差、抗攻擊能力差等缺點(diǎn)，采用變換域算法嵌入水印，可大大提高健壯性。另外一個(gè)常用的方法是利用像素的統(tǒng)計(jì)特征將信息嵌入像素的亮度值中。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 圖 342 水印提取模型框架 第 3章 信息隱藏技術(shù) 數(shù)字水印提取過程的輸出有兩種可能 : 一種是直接提取水印，得到提取出的水印 W1。這樣的標(biāo)識可以通過計(jì)算機(jī)操作被檢測或者被提取出來。基于 DFT和 DWT的算法與上述算法具有相似的原 第 3章 信息隱藏技術(shù) 這種以變換域算法為代表的通用算法普遍采用變換技術(shù)，以便在頻率域?qū)崿F(xiàn)秘密信息疊加，并借鑒擴(kuò)展頻譜通信等技術(shù)對秘密信息進(jìn)行有效的編碼，從而提高了透明性和魯棒性，同時(shí)還適當(dāng)利用濾波技術(shù)對秘密信息引入的高頻噪聲進(jìn)行了消除，從而增加了對低頻濾波攻擊的抵抗力。 (b) 嵌入信息后 。比如，所有像素點(diǎn)都取 a0位，則這種圖像稱為該圖像的第 0位位平面 (即是最低位位平面 )圖像，依次類推，共有 8個(gè)位平面圖像。 圖像可分為灰度圖像和彩色圖像。經(jīng)過一些操作或變換后，可能使原圖產(chǎn)生較大的破壞，如果只從留下的片段數(shù)據(jù)，仍能恢復(fù)隱藏信號，而且恢復(fù)過程不需要宿主信號，這就是所 第 3章 信息隱藏技術(shù) 根據(jù)載體的不同，信息隱藏可以分為圖像、視頻、音頻、文本和其他各類數(shù)據(jù)的信息隱藏。 安全性是指信息隱藏算法有較強(qiáng)的抗攻擊能力，它能夠承受一定的人為的攻擊而使隱藏信息不會被破壞。假定通信雙方都能夠通過一個(gè)安全的信道來協(xié)商密鑰，并且有各種密鑰交換協(xié)議，以保證通信雙方擁有一個(gè)相同的偽裝密鑰 k 第 3章 信息隱藏技術(shù) 3. 公鑰信息隱藏類似于公鑰密碼。D是提取函數(shù)， C1→M 第 3章 信息隱藏技術(shù) 若滿足性質(zhì) : 對所有 m∈ M和 c∈ C，恒有 D(E(c， m)) =m，則稱該五元組為無密鑰信息隱藏系統(tǒng)。 1999年， Fabien對信息隱藏作了分類，如圖 323所示。在這種條件下，囚犯可能就會上當(dāng)，他的真實(shí)想法就會暴露無遺。比如，如何計(jì)算一個(gè)數(shù)字媒體或文件所能隱藏的最大安全信息量等。從技術(shù)上來看，隱藏有機(jī)密信息的載體不但能經(jīng)受人的感覺檢測和儀器設(shè)備的檢測，而且還能抵抗各種人為的蓄意攻擊。以制作個(gè)人身份證為例，一般要經(jīng)過掃描照片和簽名、輸入制證機(jī)、打印和塑封等過程。從 1999年開始，我國已召開了六屆全國性的信息隱藏學(xué)術(shù)研討會。從實(shí)物來看，現(xiàn)存宋代書籍中可以證實(shí)版權(quán)問題。直到 16世紀(jì)早期，意大利數(shù)學(xué)家 Cardan重新發(fā)展了這種方法，該方法現(xiàn)在被稱為卡登格子隱藏法。秋月溶溶照佛寺，香煙裊裊繞經(jīng)樓。隱寫術(shù)的經(jīng)典手法實(shí)在太多，此處僅列舉一些例子 : (1) 使用不可見墨水給報(bào)紙上的某些字母作上標(biāo)記來向 (2) 在一個(gè)錄音帶的某些位置上加一些不易察覺的回聲。 另一種是將機(jī)密信息隱藏起來，使非授權(quán)者無法獲取，如隱寫術(shù)等。據(jù)古希臘歷史學(xué)家希羅多德記載，一位希臘貴族希斯泰烏斯為了安全地把機(jī)密信息傳送給米利都的阿里斯塔格魯斯，慫恿他起兵反叛波斯人，想出一個(gè)絕妙的主意 : 剃光送信奴隸的頭，在頭頂上寫下密信，等他的頭發(fā)重新長出來，就將他派往米利都送信。 通過對文檔的各行提升或降低三百分之一英寸來表示 0或 1 第 3章 信息隱藏技術(shù) 2. 語言學(xué)中的隱寫術(shù)也是被廣泛使用的一種方法。我國還有一種很有趣的信息隱藏方法，即消息的發(fā)送者和接收者各有一張完全相同的帶有許多小孔的掩蔽紙張，而這些小孔的位置是被隨機(jī)選擇并戳穿的。我國是最早發(fā)明印刷術(shù)的國家，而且許多西方國家也承認(rèn)印刷術(shù)來自中國。此后，國際信息隱藏學(xué)術(shù)會 作為隱秘通信和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等的主要手段，信息隱藏從正式提出到現(xiàn)在十多年的時(shí)間里引起了各國政府、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的重視，取得了巨大的發(fā)展。 DVD影碟在理論上可以無限制地復(fù)制高質(zhì)量的畫面和聲音，因此迫切需要有效的防盜版技術(shù)。在數(shù)字作品轉(zhuǎn)讓之前，作品創(chuàng)作者可以嵌入創(chuàng)作標(biāo)志水印 。從技術(shù)上來看，隱藏有機(jī)密信息的載體不但能經(jīng)受人的感覺檢測和儀器設(shè)備的檢測，而且還能抵抗各種人為的蓄意攻擊。因此，他們必須找到一 信息隱藏的基本原理 第 3章 信息隱藏技術(shù) 圖 321 “囚犯問題”示意圖 第 3章 信息隱藏技術(shù) 囚犯問題根據(jù) Willie的反應(yīng)方式分為被動獄警問題、主動獄警問題及惡意獄警問題 3種。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 這樣，就實(shí)現(xiàn)了信息的隱蔽傳輸。 M是所有可能秘密消息的集合 。 E是嵌入函數(shù)， C M K→C 1。衡量一個(gè)信息隱藏系統(tǒng)的安全性，要從系統(tǒng)自身算法的安全性和可能受到的攻擊兩方面來進(jìn)行分析。所謂改動，包括傳輸過程中的信道噪音、濾波操作、重采樣、有損編碼壓縮、 D/A或 A/D 第 3章 信息隱藏技術(shù) (3) 不可檢測性 (Undetectability)。除此之外，對圖像進(jìn)行變換也是信息隱藏常用的一種手段，稱為變換域算法。 彩色圖像可以用類似于灰度圖像的矩陣表示，只是在彩色圖像中，由三個(gè)矩陣組 第 3章 信息隱藏技術(shù) 對于一幅灰度圖像來說，如果每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值僅取0或 1，則這種圖像稱為二值圖像 。 依照上述算法，一個(gè) 24位的彩色圖像經(jīng)空間域變換后的圖像如圖 334 第 3章 信息隱藏技術(shù) 圖 334 一個(gè) 24 (a) 未嵌入信息 。該算法是通過對選定的 DCT系數(shù)進(jìn)行微小變換以滿足特定的關(guān)系來表示一個(gè)比特的信息的。 然而，任何人都可以通過網(wǎng)絡(luò)輕而易舉地獲得他人的原始作品，甚至不經(jīng)作者的同意任意復(fù)制、修改，這些現(xiàn)象嚴(yán)重侵害了作者的知識產(chǎn)權(quán)。以下僅就水印的嵌入和提取 / 水印嵌入模型框架如圖 341 第 3章 信息隱藏技術(shù) 圖 341 水印嵌入模型框架 第 3章 信息隱藏技術(shù) 在數(shù)字水印的嵌入過程中，可先對被保護(hù)的數(shù)字產(chǎn)品 C和數(shù)字水印 W進(jìn)行預(yù)處理。除了預(yù)處理的不同，還有嵌入算法的不 第 3章 信息隱藏技術(shù) 2. 數(shù)字水印技術(shù)涉及許多研究領(lǐng)域，包括圖像處理、數(shù)字 以數(shù)字圖像產(chǎn)品為例，根據(jù)水印嵌入圖像的方式不同，目前的水印技術(shù)可大致分為空間域技術(shù)和變換域技術(shù)，對于其他數(shù)字產(chǎn)品，例如，音頻和視頻產(chǎn)品所使用的算法也基本 1) 空間域技術(shù)是最早的也是最簡單的水印算法，其原理就是通過改變圖像中某些像素值來加入信息，再通過記錄提取這些信息來檢測水印。例如，可以用 big替換文本中的 large。 (c) 被隱藏的水印 第 3章 信息隱藏技術(shù) 由于隱通道問題在信息安全方面特別是機(jī)密性信息的泄露方面的重要性，美國國防部可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評估準(zhǔn)則(TCSEC)中規(guī)定，在 B2及以上安全級別的安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，必須進(jìn)行隱通道分析。這就是目前所有的安全系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的安全機(jī)制都是某個(gè)安全模型在一定程度上的近似。它們最突出的區(qū)別是 : 時(shí)間隱通道需要一個(gè)計(jì) 時(shí)基準(zhǔn)，而存儲隱通道不需要。 噪音隱通道所傳送的有效信息量要少些，可以通過使用糾錯(cuò)碼將噪音隱通道轉(zhuǎn)變?yōu)闊o噪音隱通道，但是這種轉(zhuǎn)變在降低傳輸出錯(cuò)率的同時(shí)限制了 第 3章 信息隱藏技術(shù) 3. 在一個(gè)隱通道中，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，多個(gè)數(shù)據(jù)變量 (作為一個(gè)組 )作為同步變量或信息，這樣的隱蔽通道稱為聚集隱蔽通道，反之稱為非聚集隱蔽通道。該分析方法的優(yōu)點(diǎn)是 : 易于實(shí)現(xiàn)自動化 。當(dāng)然，這種方法也有缺點(diǎn)，主要是 : 對分析人員的技術(shù)水平要求高 。該方法的基本思想是 : 根據(jù)系統(tǒng)中可能與隱通道相關(guān)的共享資源產(chǎn)生一個(gè)共享資源矩陣，通過分析該矩陣發(fā)現(xiàn)可能造成隱通道的系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷。事實(shí)上，匿名性和隱私保護(hù)已經(jīng)成為了一項(xiàng)現(xiàn)代社會正常運(yùn)行所不可缺少的安全需求，很多國家已經(jīng)對隱私權(quán)進(jìn)行了立法保護(hù)。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 隨著電子商務(wù)、電子政務(wù)、網(wǎng)絡(luò)銀行和網(wǎng)上診所等應(yīng)用的推廣和普及，用戶的各種各樣的匿名性需求為研究者提出了很好的課題，這些課題的研究和應(yīng)用無疑又反過來促進(jìn)