【正文】 蔽紙張覆蓋在該紙張上就可立即讀出秘密消息。從法令來(lái)看，北宋哲宗紹圣年間 (1095年 )已有“盜印法”，中國(guó)自宋代就確有版權(quán)保護(hù)的法令。在國(guó)內(nèi)，許多高等院校和研究機(jī)構(gòu)也對(duì)信息隱藏技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 2023年，德國(guó)在數(shù)字水印保護(hù)和防止偽造電子照片的技術(shù)方面取得了突破。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 經(jīng)過(guò)多年的努力，信息隱藏技術(shù)的研究已經(jīng)取得了許多成果。到目前為止，信息隱藏技術(shù)還沒(méi)有形成自身的理論體系。比如，對(duì)于文本數(shù)據(jù)，他可能會(huì)把其中一些詞句用相近的同義詞來(lái)代替，而不改變通信的內(nèi) 第 3章 信息隱藏技術(shù) (3) 惡意獄警問(wèn)題 : 獄警 Willie可能徹底改變通信囚犯的信息，或者偽裝成一個(gè)囚犯，隱藏偽造的機(jī)密信息，發(fā)給另外的囚犯。信息隱藏涉及兩個(gè)算法 : 信息嵌入算法和信息提取算法，如圖 322 第 3章 信息隱藏技術(shù) 圖 322 信息隱藏的原理框圖 第 3章 信息隱藏技術(shù) 信息隱藏是一門(mén)新興的交叉學(xué)科，包含的內(nèi)容十分廣泛，在計(jì)算機(jī)、通信、保密學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用背景。E是嵌入函數(shù)，C M→C 1。 私鑰信息隱藏系統(tǒng)需要密鑰的交換。如果一個(gè)攻擊者能夠證明一個(gè)隱藏信息的存在，那么這個(gè)系統(tǒng)就已經(jīng)不安全了。 透明性是指利用人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)或聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)屬性，經(jīng)過(guò)一系列隱藏處理，目標(biāo)數(shù)據(jù)必須沒(méi) (5) 自恢復(fù)性 (Self recovery)。比如，一幅圖像的大小是 640 480，則說(shuō)明這個(gè)圖像在水平方向上有 640個(gè)像素點(diǎn)，在垂直方向上有480個(gè)像素點(diǎn)。對(duì)于每個(gè)像素點(diǎn)來(lái)說(shuō)，都取其中的某一位就構(gòu)成了一幅二值圖像。 (c) 被隱藏的信息 第 3章 信息隱藏技術(shù) 由于原始 24位 BMP圖像文件隱藏信息后，其數(shù)據(jù)部分每字節(jié)數(shù)值最多變化 1位，該字節(jié)代表的像素最多只變化了1/256， 因此已隱藏信息的 BMP圖像與未隱藏信息的 BMP圖 如果將 BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分的每個(gè)字節(jié)最低 4位依次替換為簽名信息二進(jìn)制數(shù)碼流的 4位，則由于原始 24位 BMP圖像文件隱藏信息后，其數(shù)據(jù)部分字節(jié)數(shù)值最多變化為 16，該字節(jié)代表的像素最多變化了 1/16，因此已隱藏信息的 BMP圖像與未隱藏信息的 BMP圖像 (如圖 335所示 )用肉眼能看出 第 3章 信息隱藏技術(shù) 圖 335 (a) 未嵌入信息 。其思想類(lèi)似于擴(kuò)展頻譜通信中的跳頻 (frequency hopping)技術(shù)，特點(diǎn)是數(shù)據(jù) 改變幅度較小，且透明性好，但是其抵抗幾何變換等攻擊的能力較弱。通常被嵌入的標(biāo)識(shí)是不可見(jiàn)或不可觀察的，它與源數(shù)據(jù)緊密結(jié)合并隱藏其中，成為源數(shù)據(jù)不可分離的一部分，并可以經(jīng)歷一些不破壞源數(shù)據(jù)的使用價(jià)值的操作而存活下來(lái)。用戶(hù)密鑰 K表示數(shù)字水印嵌入算法的密鑰， CW是嵌入水 水印提取模型框架如圖 342所示。該方法可保證嵌入的水印不可見(jiàn)，但是由于使用了不重要的圖像像素位，算法的魯棒性差，水印信息很容易因?yàn)V波、圖像量化、幾何變形的操作而被破壞。 (b) 嵌入水印后 。 隱 通 道 技 術(shù) 第 3章 信息隱藏技術(shù) 隱通道的概念最初是由 Lampson于 1973年提出的，從那以后，有不同定義試圖從不同角度來(lái)描述隱通道的本質(zhì)和特性。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 隱通道的分類(lèi)主要有 3種方法。按如下步驟，就可以完成信息的交換。根據(jù)通信雙方進(jìn)程設(shè)置、讀取和重置數(shù)據(jù)變量的方式，可以采用序列、并行或混合方式形成聚集信息傳輸通道以獲得最大帶寬。 可用于單獨(dú)的可信計(jì)算基 (Truested Computation Base， TCB)功能和原語(yǔ) 。每一個(gè) TCB的輸入都會(huì)引起 TCB狀態(tài)的變化和相應(yīng)的輸出。矩陣的每一項(xiàng)表示給定操作原語(yǔ)是否讀或?qū)憣?duì)應(yīng) 第 3章 信息隱藏技術(shù) 共享資源矩陣方法的優(yōu)點(diǎn)是 : 具有廣泛的適用性，不但可以用于代碼分析，還可以用于規(guī)范分析，甚至是模型和機(jī) 共享資源矩陣的缺點(diǎn)是 : 構(gòu)造共享資源矩陣工作量大 。目前 Inter網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不支持隱藏通信端地址的功能。在網(wǎng)絡(luò)上，發(fā)送者匿名主要是通過(guò)使發(fā)送消息經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，最后才到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)的。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 非路由的匿名通信系統(tǒng)一般建立在 Shamir的秘密共享機(jī)制基礎(chǔ)上。需要匿名通信服務(wù)的用戶(hù)選擇一個(gè)成員 seV 作為其代理成員，并將接收者的地址傳送給該代理成員。因?yàn)榘l(fā)送者難以確定接收者是在整個(gè)廣播組中的哪一個(gè)位置或接收者使用的是哪臺(tái)主機(jī)和主機(jī)地址，它只知道接收者是廣播組的一部分。 Multicast，classD地址與 IP地址不同，它不是附屬與網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)特殊的裝置，而是相當(dāng)于接收者形成的組的這個(gè)整體的一個(gè)標(biāo)簽。信息隱藏研究的內(nèi)容包括隱寫(xiě)術(shù) (隱藏算法 )、版權(quán)標(biāo)識(shí)、隱通道和匿名通信等。 根據(jù)隱通道是否存在噪音，可分為噪音隱通道和無(wú)噪音隱通道 。隱通道的主要分析方法有信息流分析方 第 3章 信息隱藏技術(shù) (6) 匿名通信是指通過(guò)一定的方法將業(yè)務(wù)流中的通信關(guān)系加以隱藏，使竊聽(tīng)者無(wú)法直接獲知或推知雙方的通信關(guān)系或通信雙方身份的一種通信技術(shù)。古代隱寫(xiě)術(shù)包括技術(shù)性的隱寫(xiě)術(shù)、語(yǔ)言學(xué)中的隱 第 3章 信息隱藏技術(shù) (3) 信息隱藏的目的在于把機(jī)密信息隱藏于可以公開(kāi)的信息載體之中。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 正是由于組播路由存在著這些性質(zhì)，我們可以利用它來(lái)提供匿名服務(wù)。因?yàn)橐粋€(gè)接收者所接收到的所有的消息都來(lái)自于一個(gè)上游的節(jié)點(diǎn)，它不能夠確定消息的初始發(fā)起者是誰(shuí)。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 形式化地，一條重路由路徑 Γ可表示為 Γ=〈 s,I1,I2,…,I t,…,I L,r〉，其中 s∈ V稱(chēng)為通信的發(fā)送者(Sender)， r V稱(chēng)為通信的接收者 (Recipient)， It(It∈ V， 1≤t≤L)為中繼節(jié)點(diǎn) (Intermediator)， L(L=1,2,…)[JP2] 為重路由路徑所經(jīng)過(guò)的中間節(jié)點(diǎn)數(shù)目，稱(chēng)為路徑長(zhǎng)度。 非路由的匿名通信系統(tǒng)比較復(fù)雜，請(qǐng)讀者參看有關(guān)參 第 3章 信息隱藏技術(shù) 基于重路由的技術(shù)是指來(lái)自發(fā)送者的消息通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，最后才達(dá)到接收者的技術(shù)。 節(jié)點(diǎn)匿名指組成通信信道的服務(wù)器的匿名性，即信息流所經(jīng)過(guò)線路上的服務(wù)器的身份不可識(shí)別，要求第三方不能確 代理匿名指某一節(jié)點(diǎn)不能確定為是發(fā)送者和接收者之間 第 3章 信息隱藏技術(shù) 2. 根據(jù)所采用的技術(shù)，匿名通信系統(tǒng)可分為基于路由的匿 基于路由的匿名通信系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)來(lái)保證通信的匿名性，即采用路由技術(shù)改變信息中的信息源的真實(shí)身份，從而保證通信匿名。采用 SSL加密機(jī)制雖然可以防止其他人獲得通信的 第 3章 信息隱藏技術(shù) 通俗地講，匿名通信就是指不能確定通信方身份 (包括雙方的通信關(guān)系 )的通信技術(shù)，它保護(hù)通信實(shí)體的身份。 第 3章 信息隱藏技術(shù) 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，采用加密的方法來(lái)保護(hù)傳輸信息的機(jī)密性，但是，僅有機(jī)密性的保護(hù)是不夠的， 在一些特殊的場(chǎng)景中，個(gè)人通信的隱私是非常重要的，也需要保護(hù)。 對(duì)于進(jìn)程 A和進(jìn)程 B，如果取消來(lái)自進(jìn)程 A的所有 TCB狀態(tài)機(jī)的輸入，則進(jìn)程 B所觀察到的 TCB狀態(tài)機(jī)的輸出并沒(méi)有任何變化，也就是進(jìn)程 A和進(jìn)程 B 第 3章 信息隱藏技術(shù) 非干擾分析方法的優(yōu)點(diǎn)是 : 可同時(shí)用于形式化 TCB的描述細(xì)則和源代碼分析 。但是，該方法也有其相應(yīng)的局限性，主要有 :對(duì)發(fā)現(xiàn)并減少偽非法信息流具有脆弱性 。在多處理器操作系統(tǒng)和多工作站系統(tǒng)中均能夠?qū)崿F(xiàn)組調(diào)用， 這種情況下，僅分析單獨(dú)的隱通道是無(wú)法確定隱通道的最大帶寬的。 用戶(hù) A不讀文件 File B，表示傳輸二進(jìn)制 0，同時(shí)監(jiān)控 File A 第四步 : 用戶(hù) B嘗試寫(xiě) File B，當(dāng)它寫(xiě)失敗時(shí)，表示用戶(hù) A正在讀 File B，即表示傳輸了二進(jìn)制 1，否則就是二進(jìn)制 0，用戶(hù) B將該二進(jìn)制信息寫(xiě)入 File A 第 3章 信息隱藏技術(shù) 第五步 : 當(dāng)用戶(hù) A監(jiān)控到 File A被寫(xiě)入了數(shù)據(jù)后，可以通過(guò)檢查數(shù)據(jù)知道用戶(hù) B收到的信息是否正確，然后進(jìn)行第二 第六步 : 反復(fù)進(jìn)行第三步至第五步操作，直到信息傳輸 第七步 : 信息傳輸完畢后，用戶(hù) B在 File A中寫(xiě)入“ End”， 第八步 : 用戶(hù) A監(jiān)控到 File A中出現(xiàn)“ End”字符串后，結(jié) 第 3章 信息隱藏技術(shù) 形成時(shí)間隱通道的基本條件如下 : (1) 發(fā)送者和接收者必須能存取一個(gè)共享資源的相同屬 (2) 發(fā)送者和接收者必須能存取一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，如實(shí)時(shí) (3) 發(fā)送者必須能夠調(diào)整自己的響應(yīng)時(shí)間，使其為感知 (4) 必須有一個(gè)初始化發(fā)送者與接收者通信及順序化發(fā) 第 3章 信息隱藏技術(shù) 值得注意的是 : 有一些隱通道同時(shí)表現(xiàn)出了存儲(chǔ)隱通道和時(shí)間隱通道的特性 (如磁臂隱通道 )。 根據(jù)隱通道是否存在噪 音，隱通道可分為噪音隱通道 (Noisy Covert Channels)和無(wú)噪音隱通道 (Noiseless Covert Channels)。 也就是說(shuō)，隱通道是指在系統(tǒng)中利用那些本來(lái)不是用于通信的系統(tǒng)資源、繞過(guò)強(qiáng)制存取控制進(jìn)行非法通信的信息信道，并且這種通信方式往往不被系統(tǒng)的存取控制機(jī)制所檢測(cè)和控制。常用的頻域水印算法有 DFT、 DCT和 DWT等。 第 3章 信息隱藏技術(shù) Patchwork方法是隨機(jī)選取 N對(duì)像素點(diǎn)，然后通過(guò)增加像素對(duì)中一個(gè)點(diǎn)的亮度值，而相應(yīng)降低另一個(gè)點(diǎn)的亮度值的調(diào)整來(lái)隱藏信息，這樣整個(gè)圖像的平均亮度保持不變。另一種是得到水印是否存在的 水印提取過(guò)程中，原始數(shù)字載體是可選擇的，它取決于 利用上述數(shù)字水印框架，可以分析目前提出的各種數(shù)字水印方案。顯而易見(jiàn)，數(shù)字水印是數(shù)字化的多 第 3章 信息隱藏技術(shù) 1. 人們利用視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的冗余特性，在多媒體作品中添加標(biāo)識(shí)后并不影響作品的視聽(tīng)效果，并且還能通過(guò)計(jì)算機(jī)操作部分或全部恢復(fù)隱藏信息，即水印信息。該方 如圖 336所示，以一幅圖像為例，分別給出用 DFT域、DCT域和 DWT域算法嵌入信息后生成的圖像，的確，通過(guò)肉眼