【正文】 寫不同，純隱寫通信中就像存在一條無法感知的通信信道。也就是說在雙方進行秘密通信前，需要雙方隱寫系統(tǒng)交換密鑰。 ? 純隱寫系統(tǒng)的原理圖如圖 。因為只要第三方知道嵌入算法，就可以提取出相應的秘密信息。這種類型的隱寫安全性最低，因為在這種隱寫中，通信雙方只能假定沒有任何第三方能察覺發(fā)送的秘密消息，但是使用開放的環(huán)境，如在互聯(lián)網上，這種情況絕對不會發(fā)生，網絡上的任何通信都可能被第三方截獲。 純隱寫術、密鑰隱寫術和公鑰隱寫術 圖 隱寫術框架 ? 數學上發(fā)送方嵌入的過程和接收方提取的過程都可以通過映射描述：前者為；后者為，而且；（其中， E為嵌入過程，D為提取過程， C為載體， M為秘密信息） ? 下面分別介紹純隱寫、密鑰隱寫和公鑰隱寫術。這是因為隱寫術的嵌入處理過程實際上是使用秘密消息替換這些冗余信息。但在實際中，情況并非總是這么完美。而Bob能夠閱讀秘密信息，因為 Bob有相同的隱寫密鑰（ stegokey(K)）；但在通信雙方必須對密鑰進行協(xié)商，達成一致后，雙方能才進行通信，這是密鑰隱寫過程；如果在這個過程中 Alice在嵌入秘密信息時使用的是公鑰，而 Bob在提取信息時使用的是與公鑰為一對密鑰的私鑰，那么這是公鑰隱寫過程，在公鑰體制中，為了 防止篡改，必須要借助于證書體系，來驗證公鑰。 Alice想發(fā)送秘密信息（ M）給Bob，使用無害消息作為載體（ C），然后秘密消息嵌入到 C中形成偽裝載體，偽裝載體將發(fā)送給 Bob并且沒有引起任何懷疑，這是純隱寫的過程；或者， Alice使用隱寫密鑰（ stegokey(K)）將秘密消息（ M）嵌入到載體（ C）中生成偽裝載體（ S）。 ? 首先，分析理論上完美的隱蔽通信，隱寫術將包含在其中。對相應的嵌入算法和提取算法都要分析不可感知性、容量和魯棒性三者之間的關系，理論上使三者之間平衡并性能達到最佳。這種方案的位錯率較高，所以必須對秘密信息也進行低比率差錯編碼，才 能較完善地提取秘密信息。 信息隱藏的基本原理與分類 Lisa 1999年提出了 SSIS（ spread spectrum Image steganogrphy 擴展頻譜的圖像信息隱藏中闡述了信息隱藏的基本原理，那就是先將秘密信息嵌入到噪聲信號中，然后再隨噪聲信號嵌入到數字圖像中，因為數字圖像中存在著噪聲信號，如果噪聲的容量不大，在沒有原始圖像比較的情況下，一般人類視覺和計算機統(tǒng)計分析都無法感知到秘密消息的存在，這樣隱寫就成功了。然而，在現代信息科學技術的條件下的信息隱藏，雖然可以追溯到公元前，但其完備的理論體系還尚未建立。信息安全的研究包括兩個主要研究方向：信息加密與信息隱藏。特別是在網絡技術迅速發(fā)展的今天，信息隱藏技術的研究更具有現實意義。 (5),理解數字水印技術的主要術語和基本分類。 (3),理解一般的數字水印系統(tǒng) 。信息隱藏原理及應用 第 2章 信息隱藏基本原理 本章目標 : 在讀完本章之后，你應該能夠： (1),理解信息隱藏的基本原理 。 (2),了解隱寫系統(tǒng)的分類 。 (4),理解隱寫術的主要術語和基本分類 。 信息隱藏技術是近幾年來國際學術界興起的一個前沿研究領域。目前，為保證數據傳輸的安全，需要采用數據傳輸加密技術、信息隱藏技術、數據完整性鑒別技術；為保證信息存儲安全，必須保證數據庫安全和終端安全。在信息安全的研究理論體系和應用體系中，密碼技術已經歷了長期的發(fā)展，形成了較完整的密碼學理論體系，有一系列公認的、經典的、可靠的算法。在本章中將詳細地闡述信息隱藏的基本術語、基本原理的分類等基礎知識。在提取秘密信息時，需要圖像恢復和差錯控制編碼技術，前者得到原始圖像的近似估計，并對嵌入的秘密信息容量進行估計，然后根據相應的算法進行提取。 目前，隱寫術的基本原理可以概括為：首先，對欲嵌入的秘密信息進行預處理，預處理包括加密、編碼然后生成偽隨機數，然后將預處理后的秘密信息根據相應的嵌入算法嵌入到載體中，載體可以包括文本、圖像、語音和視頻等多種格式的多媒體，然后在通信中可以使用隱蔽信道進行通信，最后在提取中根據相應的提取算法和密鑰提取秘密消息，這樣，就可以達到三層安全。 圖 信息隱藏主要分支 信息隱藏的主要分支如圖 : 根據分類的依據不同，可以將隱寫術分為以 下幾類： ? 可以按隱寫系統(tǒng)結構分類：分為純隱寫術、密鑰隱寫術和公鑰隱寫術； ? 按隱寫空間分類：可以分為空域隱寫、變換域隱寫； ? 按隱寫載體分類：可以分為文本隱寫、圖像隱寫、語音隱寫、視頻隱寫和二進制隱寫。為了透徹地闡明這個概念，假設有三個人分別為 Alice、 Bob和 Denmy。然后 Alice將偽裝載體（ S）發(fā)送給 Bob而沒有引起 Denmy的任何懷疑。 ? 無論是哪種秘密通信，從理論上隱蔽通信是很完美的，就如 Fabien . Petitcolas 所指出的： “ in a ‘perfect’ system， a normal cover should not be distinguishable from a stegoobject， neither by a human nor by a puter looking for statistical patterns.”也就是說，在完美的系統(tǒng)中，無論是人或者計算機通過統(tǒng)計分析都不能區(qū)分出是一般載體還是偽裝載體。為了將秘密消息嵌入到載體中，載體必須包含足夠的冗余數據或噪聲。 隱寫術的框架如圖 。 ? 純隱寫的文字定義為： “ a steganographic system that does not require the exchange of a cipher such as a stegokey.”也就是說，一個不需要交換隱寫密鑰的隱寫系統(tǒng)。如果使用純隱寫，秘密消息被隱寫分析出來的可能性最高。 ? 純隱寫系統(tǒng)的數學定義如下： ? 定義 1(純隱寫系統(tǒng) )：對一個四元組， C是所有隨機選擇的載體的集合， M是所有可能嵌入的秘密信息的集合，且滿足，是嵌入函數，是提取函數；對和，恒有 D(E(c m))=m則稱該四元組為純隱寫系統(tǒng)。 圖 純隱寫系統(tǒng)原理圖 ? 密鑰隱寫系統(tǒng)文字定義為： “ a steganographic system that requires the exchange of a secret key (stegokey) prior to munication”。密鑰隱寫使用密鑰將秘密消息嵌入到載體信息中，只有知道密鑰的人才能執(zhí)行相反的過程，在載體中提取秘密消息。而密鑰隱寫需要交換密鑰，這就可能引起第三方的截獲或懷疑。 ? 密鑰隱寫系統(tǒng)的數學定義是一個五元組定義 (密鑰隱寫系統(tǒng) )：對一個五元組， C是所有隨機選擇的載體的集合， M是所有可能嵌入的秘密信息的集合， K是所有可選擇的密鑰的集合，且滿足，是嵌入函數，是提取函數；對，和，恒有 D(E(c m))=m則稱該五元組為密鑰隱寫系統(tǒng)。 ? 公鑰隱寫采用公鑰加密。也就是說，隱寫系統(tǒng)需要使用公鑰和私鑰來確保雙方間通信的隱蔽性。公鑰和私鑰是同時生成的，在數學上有直接的聯(lián)系。用公鑰加密的信息，只有私鑰能解開，而用私鑰加密的信息，也只有公鑰能解開。在公鑰為基礎的隱寫術中，能達到幾層安全，首先第三方必須懷疑已經使用了隱寫術，然后必須使用公鑰體系來發(fā)現相對應的破解算法，然后才能提取秘密消息。因此，隱寫術并沒有脫離加密技術，它們可以說是孿生兄弟，所以兩種技術的結合，可以使雙方的優(yōu)勢互補。 密鑰隱寫和公鑰隱寫的原理圖如圖 。 、音頻、圖像的隱寫 ? 目前隱寫術使用的載體分別為文本、音頻、圖像和視頻以及相應的二進制多媒體。 ? 首先介紹如何在文本中隱藏秘密信息。另外一個顯著的缺點就是在第三方改變文本，或者將文