[科普中國]-信息隱寫

方法

隱寫術(shù)就是將秘密信息隱藏到看上去普通的信息(如數(shù)字圖像)中進行傳送?，F(xiàn)有的隱寫術(shù)方法主要有利用高空間頻率的圖像數(shù)據(jù)隱藏信息、采用最低有效位方法將信息隱藏到宿主信號中、使用信號的色度隱藏信息的方法、在數(shù)字圖像的像素亮度的統(tǒng)計模型上隱藏信息的方法、Patchwork方法等等。當(dāng)前很多隱寫方法是基于文本及其語言的隱寫術(shù)，如基于同義詞替換的文本隱寫術(shù)，an efficient linguistic steganography for chinese text一文章就描述采用中文的同義詞替換算法。其他的文本的隱寫術(shù)有基于文本格式隱寫術(shù)等。

釋義因為這個原因，數(shù)字圖像（包含有大量的數(shù)據(jù)）在因特網(wǎng)和其他傳媒上被廣泛用于隱藏消息。這種方法使用的廣泛程度無從查考。例如：一個24位的位圖中的每個像素的三個顏色分量（紅，綠和藍(lán)）各使用8個比特來表示。如果我們只考慮藍(lán)色的話，就是說有2^8種不同的數(shù)值來表示深淺不同的藍(lán)色。而像11111111和11111110這兩個值所表示的藍(lán)色，人眼幾乎無法區(qū)分。因此，這個最低有效位就可以被(在某種程度上檢測不到地)用來存儲顏色之外的某些信息。如果我們對紅色和綠色進行同樣的工作的話，我們可以在（差一點不到）三個的像素中存儲一個字節(jié)的信息。

更正式一點地說，使隱寫的信息難以探測的，也就是保證“有效載荷”（需要被隱蔽的信號）對“載波”（即原始的信號）的調(diào)制對載波的影響看起來（理想狀況下甚至在統(tǒng)計上）可以忽略。這就是說，這種改變應(yīng)該無法與載波中的噪聲加以區(qū)別。

（從信息論的觀點來看，這就是說信道的容量必須大于傳輸“表面上”的信號的需求。這就叫做信道的冗余。對于一幅數(shù)字圖像，這種冗余可能是成像單元的噪聲；對于數(shù)字音頻，可能是錄音或者放大設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲。任何有著模擬放大級的系統(tǒng)都會有所謂的熱噪聲（或稱“1/f”噪聲)，這可以用作掩飾。另外，有損壓縮技術(shù)（如JPEG）會在解壓后的數(shù)據(jù)中引入一些誤差，利用這些誤差作隱寫術(shù)用途也是可能的。）

隱寫術(shù)也可以用作數(shù)字水印，這里一條消息（往往只是一個標(biāo)識符）被隱藏到一幅圖像中，使得其來源能夠被跟蹤或校驗。實際上在日本，“……內(nèi)容標(biāo)識符論壇和日本數(shù)字內(nèi)容協(xié)會已經(jīng)開始試驗一套數(shù)字水印系統(tǒng)來‘防止盜版’（日本時報在線，2001年8月26日）?！?

用途近幾年來,隱寫術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)成為了信息安全的焦點。因為每個Web站點都依賴多媒體,如音頻、視頻和圖像。隱寫術(shù)這項技術(shù)可以將秘密信息嵌入到數(shù)字媒介中而不損壞它的載體的質(zhì)量。第三方既覺察不到秘密信息的存在,也不知道存在秘密信息。因此密鑰、數(shù)字簽名和私密信息都可以在開放的環(huán)境(如Internet,或者內(nèi)聯(lián)網(wǎng))中安全的傳送。主要介紹隱寫術(shù)的基本原理以及各方面的應(yīng)用。

載體文件（cover file）相對隱秘文件的大?。ㄖ笖?shù)據(jù)含量，以比特計）越大，隱藏后者就越加容易。因為這個原因，數(shù)字圖像（包含有大量的數(shù)據(jù)）在因特網(wǎng)和其他傳媒上被廣泛用于隱藏消息。這種方法使用的廣泛程度無從查考。例如：一個24位的位圖中的每個像素的三個顏色分量（紅，綠和藍(lán)）各使用8個比特來表示。如果我們只考慮藍(lán)色的話，就是說有2種不同的數(shù)值來表示深淺不同的藍(lán)色。而像11111111和11111110這兩個值所表示的藍(lán)色，人眼幾乎無法區(qū)分。因此，這個最低有效位就可以用來存儲顏色之外的信息，而且在某種程度上幾乎是檢測不到的。如果對紅色和綠色進行同樣的操作，就可以在差不多三個像素中存儲一個字節(jié)的信息。

更正式一點地說，使隱寫的信息難以探測的，也就是保證“有效載荷”（需要被隱蔽的信號）對“載體”（即原始的信號）的調(diào)制對載體的影響看起來（理想狀況下甚至在統(tǒng)計上）可以忽略。這就是說，這種改變應(yīng)該無法與載體中的噪聲加以區(qū)別。

工具已有不少隱寫算法被開發(fā)成隱寫工具。Johnson對這些軟件進行了整理收集，列出了100多種軟件。表1中列出了其中的一些常見的以圖像為載體的隱寫軟件。

|| ||