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隱寫術

鎖定
隱寫術是一門關於信息隱藏的技巧與科學,所謂信息隱藏指的是不讓除預期的接收者之外的任何人知曉信息的傳遞事件或者信息的內容。隱寫術的英文叫做Steganography,來源於特里特米烏斯的一本講述密碼學與隱寫術的著作Steganographia,該書書名源於希臘語,意為“隱秘書寫”。
中文名
隱寫術
外文名
Steganography
用    途
私密信息等可在開放環境中安全傳
工    具
BMP Secrets等
來    源
講隱寫術等一書Steganographia中
類    別
密碼學

隱寫術概要

一般來説,隱寫的信息看起來像一些其他的東西,例如一張購物清單,一篇文章,一篇圖畫或者其他“偽裝”(cover)的消息。
隱寫的信息通常用一些傳統的方法進行加密,然後用某種方法修改一個“偽裝文本”(covertext),使其包含被加密過的消息,形成所謂的“隱秘文本”(stegotext)。例如,文字的大小、間距、字體,或者掩飾文本的其他特性可以被修改來包含隱藏的信息。只有接收者知道所使用的隱藏技術,才能夠恢復信息,然後對其進行解密。

隱寫術隱寫術與電子水印

首先在概述隱寫術時必須提到它的近親兄弟電子水印(Watermarking),水印用於識別物品的真偽(比如:新台幣上面翻轉隱約可見到梅花、人民幣上面的隱約可見的毛澤東頭像),或者作為著作權聲明的標誌,或者加入作品屬性信息。電子水印與隱寫術的相同點是,二者都是將一個文件隱寫至另一個文件當中,而兩者的區別在於使用目的與處理算法的不同。電子隱寫側重將秘密文件隱藏,而電子水印則較重視著作權的聲明與維護,防止多媒體作品被非法複製等等。電子隱寫術一旦被識破,則秘密文件十分容易被讀取,相反,電子水印並不隱藏及隱寫文件的隱蔽性,而在乎加強(Robustness)除去算法的攻擊。 [1] 

隱寫術現代隱寫術

載體文件(cover file)相對隱秘文件的大小(指數據含量,以比特計)越大,隱藏後者就越加容易。
因為這個原因,數字圖像(包含有大量的數據)在因特網和其他傳媒上被廣泛用於隱藏消息。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)各使用8個比特來表示。如果我們只考慮藍色的話,就是説有2種不同的數值來表示深淺不同的藍色。而像11111111和11111110這兩個值所表示的藍色,人眼幾乎無法區分。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的信息。
更正式一點地説,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)的調製對載體的影響看起來(理想狀況下甚至在統計上)可以忽略。這就是説,這種改變應該無法與載體中的噪聲加以區別。
(從信息論的觀點來看,這就是説信道容量必須大於傳輸“表面上”的信號的需求。這就叫做信道的冗餘。對於一幅數字圖像,這種冗餘可能是成像單元的噪聲;對於數字音頻,可能是錄音或者放大設備所產生的噪聲。任何有着模擬放大級的系統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(如JPEG)會在解壓後的數據中引入一些誤差,利用這些誤差作隱寫術用途也是可能的。)
隱寫術也可以用作數字水印,這裏一條消息(往往只是一個標識符)被隱藏到一幅圖像中,使得其來源能夠被跟蹤或校驗。應用電腦的字體設計的隱寫術。

隱寫術用途

近幾年來,隱寫術領域已經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。隱寫術這項技術可以將秘密信息嵌入到數字媒介中而不損壞它的載體的質量。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。因此密鑰數字簽名和私密信息都可以在開放的環境(如Internet或者內聯網)中安全的傳送。主要介紹隱寫術的基本原理以及各方面的應用。 [2] 

隱寫術工具

已有不少隱寫算法被開發成隱寫工具。Johnson對這些軟件進行了整理收集,列出了100多種軟件。表中列出了其中的一些常見的以圖像為載體的隱寫軟件。
序號
工具
作者
主要方法
圖像格式
1
BMP Secrets
-
空域替換法
JPEG、GIF、BMP等
2
DCT-Steg (DCT-Jpeg)
Stefan Katzenbeisser
DCT係數修改
JPEG
3
EzStego
Romana Machado
LSB方法
GIF
4
F5 v F0.9
Andreas Wachado
修改量化後的DCT係數
JPEG、GIF、BMP
5
Hide and Seek 95 v 1.1
Colin Moroney
空域LSB方法
BMP
6
JP Hide and Seek
Allan Latham
修改量化後的DCT係數
JPEG
7
JPHSWin
Allan Latham
修改量化後的DCT係數
JPEG
8
JSteg Shell
John Korejwa
修改量化後的DCT係數
輸出JPEG
9
JSteg-Jpeg
Derek Upham
修改量化後的DCT係數
輸出JPEG
10
OutGuess
Niels Provos
修改量化後的DCT係數
JPEG、PNM
參考資料
  • 1.    Katzenbeisser S, Petitcolas F A P. 信息隱藏技術——隱寫術與數字水印[J]. 北京人民郵電出版杜, 2001: 42-43, 2001.
  • 2.    葛秀慧, 胡愛華, 田浩, 等. 隱寫術的研究與應用[J]. 計算機應用與軟件, 2007, 24(11): 57-60.