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摘要:
Internet广泛应用下确保信息安全尤为重要。信息隐藏技术因其不可见性、通用性、安全性等特点,应用前景广阔。文章主要对信息隐藏技术原理、特点及在信息安全领域中的应用进行简要阐述。
关键词:
0引言
在Internet广泛应用下,网络已经深入到我们工作生活中的各个领域。当前的电子商务对网络安全提出了更高要求,如信息安全不能得到保障,国家信息安全建设就潜在巨大安全隐患。信息隐藏技术是信息安全领域中的新兴学科,能利用人类感觉器官及多媒体信号的冗余性,将信息隐匿到其它宿主信号中,让信息不易被觉察,也不影响宿主信号的使用价值[1-2]。信息隐藏技术具备不可见性、通用性、安全性等特点,应用前景广阔。本文主要对信息隐藏技术原理、特点及在信息安全领域中的应用进行简要阐述。
1信息隐藏技术
1.1基本原理
信息隐藏技术是一种将待隐信息(密文、软件序列号、版权信息等)利用某嵌入算法隐藏至一个载体信息中,从而获得一个隐藏载体的过程[3]。在此过程中,信息隐藏的目的是要确保信息不被觉察破坏,而此过程中信息的交流存储并不受限制。在信息隐藏技术下配合密码加密能更确保信息安全性。
1.2信息隐藏技术特点
信息在不同媒体掩藏下具备不同的特点,但信息隐藏技术都具备如下基本特点:(1)隐藏性:信息嵌入之后,遮掩载体外部特征不会显著改变,秘密信息的质量也不会下降,不会让人们从感官上察觉到掩护对象的变化,让非法拦截者对是否有秘密信息不能判断。(2)不可测性:隐蔽载体同原始载体特性一致,非法拦截者要将秘密信息检测并提取出来非常困难[4]。(3)不可见性:经过隐藏处理,目标资料质量不会明显下降,对这些隐藏信息,人们不会看见,也不会听见。(4)鲁棒性:信息隐藏技术不会因图像文件出现了某种改动而让隐藏的信息丢失。我们所说的改动包括如下几方面:滤波、重采样等一般信号处理;分割、缩放、平移等一般几何变换;恶意攻击等。(5)自恢复性:隐蔽载体尽管在经过变换操作后会受到破坏,但是只要存在部分数据,就可在宿主信号缺失情况下恢复隐藏信息[5]。(6)安全性:信息隐藏技术中的隐藏算法抗攻击力强,可承受较强程度人为攻击,确保隐藏信息安全可靠。
1.3模型
我们将待隐藏信息称之为为秘密信息,将公开信息称之为载体信息,他可以是文本、图像、视频或者是音频信号。信息隐藏多由密钥来控制,密钥将秘密信息利用嵌入算法隐藏到公开信息中,隐藏载体利用通信信道进行传递,随后在检测器中利用密钥将秘密信息从隐蔽载体中进行检测或恢复.
2信息隐藏术与加密技术的关系
信息的密码技术及隐藏技术都是信息安全保障技术,但两者是有显著区别的。信息加密技术能把明文在加密算法下转换成密文并利用公开信道传送至接收者的手中,非授权者能意识到保密信息存在,但却不能获知信息具体内容。信息隐藏技术下攻击者则不能对保密信息进行直观判断。两种技术不是相互竞争、相互矛盾的,是相互补充的,如果在信息隐藏技术中融入加密技术,那么信息在数据传输的过程中会达到理论上的一个最高的安全级别。
3信息隐藏的常用技术
3.1替换技术
替换就是指的是用秘密信息将伪装载体内的不重要部分替换掉,并对秘密信息进行编码的一种技术,属于空间域操作,将适合的伪装载体嵌入到适当区域,确保数据失真度保持在人的视觉允许的范围之内。这种技术算法简单,但不能抵抗图像压缩、尺寸变化等攻击,鲁棒性较差。
3.2变换技术
变换技术主要包括离散小波变换(DWT)、离散余弦变换(DCT)及离散傅利叶变换(DFT)等,每个技术都具有自身特点,DWT可对图像进行多空间、多尺度、多频率分解,可将输入信号分解成系列低分辨率细节信号;DCT能让空间域内能量重新分布,图像相关性降低;DFT能将图像分割为多个感觉的频段,让秘密信息能选择更适合部分去嵌入。这种技术鲁棒性较好,可抵抗压缩、噪音等的攻击。
3.3扩频技术
扩频技术指的是将一个比特多次嵌入到伪装载体中,让隐藏的信息在过滤之后仍能保留。这种技术尽管传输率差,但是实际应用中,在随机码下能使载有信息数据的基带信号频谱扩展,让信号变成宽带低功率谱密度的信号。其中,跳频扩频、直序扩频最为典型。且这种技术检测只需盲检,即使传输中受到乘性、加性噪音攻击,隐藏信息也不会丢失。
4信息安全技术中信息隐藏技术的应用
4.1对数字知识产权进行保护对数字知识产权进行保护是将数字指纹技术及数字水印技术来解决信息隐藏技术中所遇到的问题[6]。信息隐藏技术利用“数字
水印”在数字知识信息中嵌入签字信号,对数字知识进行产权保护。通过信息隐藏技术可将音频信号、视频信号机数字图像中嵌入不可见的信号标签,可防止攻击者对其进行数据跟踪及非法拷贝。为确保数字信息安全,服务商向用户发送产品同时可在作品中以水印形式将双方信息代码隐藏其中,一旦数字产品出现非法传播,能够利用水印代码对非法散播者进行追查。信息隐藏技术对数字知识产权进行保护中数据嵌入量小,因此对签字信号鲁棒性及安全性都要求很高。数字水印技术在使用中有一定缺陷,一旦所保护媒体被篡改,水印就会被破坏,信息就变得容易识别。而对数字票据来说就不会出现这种情况,数据票据中的隐藏水印在打印之后仍是存在的,因此对于数据票据可以利用对数据进行扫描这一形式对防伪隐藏水印进行提取,以此来判断票据真实与否。
4.2对数据完整性进行鉴定
所谓的数据完整性鉴定指的是对信号完整性及真伪进行判别,指出信号同原始信号间的差别,借此确认信息在传输及存储过程中有没有被破坏、篡改。如果接收到音频、视频等多媒体形式的信号,需对信号原始式进行判断,看信号是否为某一真实信号的修改版本,并要对原始信号内容进行是否真实性的判断[7]。要完成这种鉴定需首先在数据库的管理系统中输入各种完整数据,并制定相应的约束机制,这样才能确保数据在输入及存储过程中的完整性。其次,如数据传输可视的情况下,可以采用数据校验的方式对这些数据进行检测。
4.3对数据进行保密
网络上进行秘密数据传输的过程中最重要的就是要防止一些非法用户将其截获及使用,确保数据安全也是信息安全技术的一个主要内容。随经济全球化,电子信息技术得到了飞速发展,已经涉及到国家军事、政治、金融、商业等众多领域,关系到国家安全及个人隐私。而信息隐藏技术就是要确保网上交流信息的安全性,为信息数据进行保密。例如网上银行的交易数据,电子商务的秘密合同,电子政务的敏感信息,重要文件的数字签名等等都可以利用网络隐藏技术进行保护。除此之外,信息隐藏技术还能够将不愿让人知道的信息内容采用隐藏方式来存储,让数据更为隐匿,保密性更强,信息也更为安全。
4.4对资料不可抵赖性进行确认
网上交易的过程中,参与交易的任何一方对自己的行为都不能抵赖,对于曾接收过、接收到了对方信息也不能否认,这是确保网上交易安全的一个重要环节。在交易系统中应用信息隐藏技术之后,交易体系下的任何一方在接收及发送信息时就可以将自身独特的标记隐藏到传递的信息中,这些隐藏的标记不能被清除,从而能够确保交易过程中任何一方都不能对自己行为进行抵赖[8]。
5结语
综上所述,信息隐藏技术为多媒体信号处理及多媒体通信领域内的一个新兴研究方向,信息隐藏技术能为多媒体信息安全提供新思路。当前国际上的信息隐藏技术可以做到将隐藏信息进行仪器检测,抵抗人为攻击,但是还没有发展到可以实用的阶段,今后将密码技术同信息隐藏技术有机结合,建立不可感知性的数学度量模型,有效进行信息隐藏容量上界的计算,是今后信息隐藏技术需要努力的方向。
作者:李蟾膺 单位:民航西南空管局
参考文献:
[1]古春杰.信息隐藏技术的理论及应用[J].计算机光盘软件与应用,2014(10):189-190
[2]李彩容,胡瑞敏,涂卫平.使用信息隐藏技术保障档案信息安全[J].中国电子商情•通信市场,2013(1):183-187
[3]马秀芳,时晨,赵洪钢.具有广泛军事应用前景的信息隐藏技术[J].电信快报:网络与通信,2013(12):11-13
[4]刘会平,国伟.数字加网信息隐藏技术在隐秘保密通信中的应用[J].计算机应用,2014,34(9):2645-2649
[5]谢灵智.数字水印——信息安全研究新方向[J].信息安全与通信保密,2013(2):28.
[6]刘丽,周亚建.二维条码数字水印技术研究[J].信息网络安全,2014(1):56-60
[7]刘昊辰,罗森林.Android系统木马隐藏及检测技术[J].信息网络安全,2013(1):33-37
[8]杨杰,卢选民,张辉栋,等.基于网络文本信息隐藏技术的研究[J].微型机与应用,2013,32(8):10-12