一种信息隐藏工具的设计与实现论文.docx

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一种信息隐藏工具的设计与实现论文

一种信息隐藏工具的设计与实现

摘要

随着信息技术的发展，信息安全问题越来越受到人们的重视。

信息隐藏技术是一门将秘密信息隐藏在非秘密信息（例如音频、视频、静止图像以及文本）当中，从而不引起人们对信息隐藏载体的感知的改变。

近几年，信息隐藏技术的发展迅猛，人们提出了许多信息隐藏的方法和算法。

现在信息隐藏技术已经广泛的应用于多媒体信息的版权保护及信息安全等领域。

该隐藏工具的设计思路是将一段需要隐藏的信息用一套加密算法加密后形成密文，放入到一个文件或者图片的一段代码中，在不影响该文件或图片使用的情况下，使得他人看不到我放入的密文，从而实现对信息的隐藏。

本毕业设计的相关要求：

用vc++6.0做一个工具，这个工具的作用就是将输入的信息使用一套算法加密，然后保存到一副图片中去，并且该图片仍然能够正常观看，达到信息隐藏的目的。

关键词：

信息隐藏技术；加密；解密；鲁棒性

TheDesignandDevelopmentofToolwhichcanHideInformation

Abstract

Withdevelopmentoftheinformationtechnology,Informationsecurityissuesareattractingincreasingattention.Informationhidingtechnologycanhidesecretinformationinthenon-secretinformation（suchasaudio,video,staticgraphicsandtext）thuspeoplewillhavenosensewiththechangeabouttheinformationhidingcarrier.Inrecentyears,informationhidingtechnologyhasahighspeeddevelopment,peopleproposesmanyinformationhidingmethodandalgorithm.Nowinformationhidingtechnologyhasalreadyhadwidespreadapplicationinmultimediainformationcopyrightprotectionandinformationsecurityetc.Thedesignofthehiddentoolsisaneedtouseahiddenmessageencryptionalgorithmencryptedformdensetexttoafileorintoacodewithoutinfluencethefileorpicture.Soastoletotherpeoplecan’tseetheconfidentialdocument.Thustheinformationhasbeenhidden.Therelevantdemandofthegraduateddesign:

usingtheVC++6.0tomakeatool,thefunctionofthetoolisthatsetupapasswordfortheinputtedinformationbyakindofarithmetic.Thentheinformationbekeptintoapictureandthepicturestillcanbeseennormally.Atlast,theinformationhasbeenhidden.

KeyWords:

informationhiding;encryption;decryption;robustness

论文总页数：

22页

1引言

1.1课题背景

随着计算机和通信网技术的发展与普及，数字音像制品以及其他电子出版物的传播和交易变得越来越便捷，但随之而来的侵权盗版活动也呈日益猖獗之势。

为了打击盗版犯罪，一方面要通过立法来加强对知识产权的保护，另一方面必须要有先进的技术手段来保障法律的实施。

信息隐藏技术以其特有的优势，引起了人们的好奇和关注。

人们首先想到的就是在数字产品中藏入版权信息和产品序列号，某件数字产品中的版权信息表示版权的所有者，它可以作为侵权诉讼中的证据，而为每件产品编配的唯一产品序列号可以用来识别购买者，从而为追查盗版者提供线索。

此外，保密通信、电子商务以及国家安全等方面的应用需求也推动了信息隐藏研究工作的开展。

1.2国内外研究现状

“计算机网络是现代密码学的母亲，而Internet就是现代信息隐藏技术的母亲。

”世界上第一台通用电子计算机诞生于1945年，20世纪70年代计算机网络的兴起掀起现代密码学的研究热潮，并使密码学发展成为一门相对成熟的学科。

随着20世纪90年代Internet的迅速发展，多媒体技术的逐渐成熟和电子商务的兴起，网上多媒体信息急剧增加。

如果没有网络，信息技术绝不会有如此迅速的发展，而网络的开放性和资源共享使得网络信息安全问题日益重要。

这就迫切需要有效地保护数字产品版权的手段，这种需要正是数字水印技术研究的推动力。

1.3本课题研究的意义

多媒体数据的数字化为多媒体信息的存取提供了极大的便利，同时也极大地提高了信息表达的效率和准确性。

由于数字化信息以多种形式在网络上迅速地传输，政府、企业及个人都逐渐把网络作为主要的通信手段，人们如今可以通过网络发布自己的作品、重要信息、文件和进行网络贸易等，其发布形式也愈加丰富。

但是随之出现的问题也十分严重，作品侵权更加容易，篡改也更加方便。

因此，网络与信息安全问题变得越来越重要。

随着信息技术的发展与应用的不断地深入，信息安全的内涵也在不断延伸，现有的计算机网络大多数在建立之初都忽略了安全问题，即使考虑了安全问题，也只是把安全机制建立在孤立安全机制上，因此，随着网络的互连程度的夸大，这种安全机制对于网络环境来说形同虚设。

另外网络上使用的协议，比如TCP/IP协议，在制定之初也没有把安全考虑在内。

开放性和资源共享是计算机网络安全问题的主要来源，它的安全性主要依赖于加密、网络用户身份鉴别、存取控制策略等技术手段。

长期以来，人们一直研究以现代密码学（Cryptography）为核心的信息安全技术，其具有深刻的研究内容和广泛的应用背景。

1.4本课题的研究方法

首先用vc++6.0做一个工具，这个工具的作用就是将输入的信息使用一套算法加密，然后保存到一副图片中去，并且该图片仍然能够正常观看，达到信息隐藏的目的。

在设计中以需求分析为基础，写出系统开发计划、实现流程及相关问题的实现方法；同时，在开发设计与实现中，要保存好相关的设计文挡，为后面的毕业论文的写作准备材料；最后，系统开发完毕后，进行调试和试运行，做好调试和试运行的相关记录，也为后面的毕业论文的写作准备材料。

2信息隐藏技术

2.1信息隐藏技术的基本概念

20世纪90年代早期，信息隐藏的各种应用引起不同研究团体的关注和重视。

1996年5月第一次国际信息隐藏学术研讨会在英国剑桥的召开，使这些独立的研究团体走到一起，从而在信息隐藏的一些基本概念和术语上达成共识。

信息隐藏（有时也称数据隐藏）。

从广义上看，信息隐藏有多种含义：

一是信息不可见，二是信息的存在性隐蔽，三是信息的接收方和发送方隐蔽，四是传输的信道隐蔽。

信息隐藏就是将保密信息隐藏于另一非保密载体中，以不引起检查者的注意。

这里的载体可以使是图像、视频、音频，也可以是信道，甚至是某套编码体制或整个系统。

广义上的信息隐藏技术包括隐写术、数字水印、数字指纹、隐蔽信道、低截获概率通信和匿名信道等等。

从狭义上看，信息隐藏就是将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。

狭义上的信息隐藏技术通常指隐写术与数字水印（以及数字指纹）。

信息隐藏的基本原理是通过隐蔽性来实现安全性。

如果攻击者根本就察觉不到隐蔽信息的存在，自然也就无从攻击。

2.1.1典型信息隐藏系统

图1系统结构

它主要由下述四部分组成：

①信息嵌入，即利用嵌入密钥来实现嵌入对象的隐藏过程。

②信息提取，即利用提取密钥从隐藏对象或可能经过修改的隐藏对象中提取或恢复出嵌入对象。

在提取时，原始的载体对象可能需要参与也可能不需要参与。

③密钥生成，根据一些安全参数生成嵌入密钥和提取密钥。

④隐藏分析，隐藏对象可能会被隐藏分析者截获并进行处理。

在密钥未知的前提下，隐藏分析者很难从隐藏对象中得到、删除或者发现嵌入对象。

2.1.2信息隐藏的分类

信息隐藏学是一门新兴的交叉学科，在计算机、通信、保密学等领域有着广阔的应用前景。

其研究涉及密码学、图像处理、模式识别、数学和计算机科学等领域。

按隐藏技术的应用目的和载体对象不同，信息隐藏可分为许多分支领域。

图2信息分类

⑴隐写术

隐写术是那些进行秘密通信技术的总称，通常把秘密信息嵌入或隐藏在其他不受怀疑的数据中。

伪装方法通常依赖于第三方不知道隐蔽通信存在的假设，而且主要用于互相信任的双方点到点的秘密通信。

因此，隐写术一般无稳健性。

例如：

在数据改动后隐藏的信息不能被恢复。

技术隐写术有多种分类方法，目前主流的分类方法有三类，分别按照隐写系统结构、隐写空间、载体对象类型进行分类。

图3隐写术分类

⑵数字水印（包括数字指纹）

数字水印（digitalwatermarking）技术源于信息伪装，主要是指将特定的信息（如认证、注释、版权等）隐藏在数字化宿主信息（如文本、数字化的声音、图像、视频信号等）中。

数字水印技术为电子数据的版权保护提供了一个潜在的有效手段，引起了国际学术界与企业界的广泛关注，它己经成为目前国际学术界研究的一个前沿热门方向。

⑶隐蔽信道

在多级安全水平的系统环境中（比如，军事计算机系统），那些既不是专门设计的也不打算用来传输消息的通信路径称为隐蔽信道。

这些信道在为某一程序提供服务时，可以被一个不可信赖的程序用来向它们的操纵者泄密消息。

⑷匿名通信

匿名通信就是寻找各种途径来隐藏通信消息的主体，即消息的发送者和接收者。

根据谁被“匿名”（发送者、接收者，或两者），匿名通信又分为几种不同的类型。

Web应用强调接收者的匿名性，而电子邮件用户更关心发送者的匿名性。

⑸阀下信道

阀下信道也叫潜信道，它是指在公开信道中所建立的一种实现隐蔽通信的信道。

密码协议中的阀下信道是指被用来传输秘密消息的各种编码体制和密码协议中所采取的数学结构。

⑹低截获概率信道

在现代战争中，即使内容已被加密，敌人也会从发现一个信号而迅速发起对发送者的攻击。

因此，截获和反截获是机要通信战线上的重要斗争之一。

低截获概率通信，顾名思义就是信号被截获的概率降低的通信技术，其载体对象是整个通信频带。

它主要包括扩展频谱通信技术和流星猝发通信技术。

2.1.3信息隐藏技术的特性

信息隐藏不同于传统的加密，因为其目的不在于限制正常的资料存取，而在于保证隐藏数据不被侵犯和发现。

因此，信息隐藏技术必须考虑正常的信息操作所造成的威胁，即要使机密资料对正常的数据操作具有免疫能力。

这种免疫能力的关键是要使隐蔽信息部分不易被正常的数据操作（如通常的信号变换操作或数据压缩）所破坏。

根据信息隐藏的不同目的和技术要求，该技术存在以下特性或要求：

⑴透明性或不可感知性：

利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，经过一系列隐藏处理，使隐藏对象没有明显的降质现象，而嵌入对象却无法人为地看见或听见。

当然，极个别应用场合可能需要使用可见水印。