VC图片文件中的信息隐藏和还原设计与实现

摘 要随着信息技术、网络技术、电子商务的迅速发展,网络信息安全将全方位地危及社会的经济、政治和文化等方面。随着计算机硬件的迅速发展，具有并行计算能力的破解技术日益成熟。仅通过增加加密算法的密钥长度来达到增强安全性已不再是唯一的可行方法。但对信息隐藏而言，可能的监测者或非法拦截者则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息。本论文将密码编码学和信息隐藏技术相结合，并通过人眼的视觉冗余来实现对24位位图图片文件的信息隐藏和还原。本系统是基于Windows XP环境下，通过Visual C＋＋6.0开发的。经测试结果表明：通过该最低有效位（LSB）算法，能够实现在一副比如（40×40，4.74KB）的24位位图中隐藏600个字节的信息，并且，图片隐藏信息的能力与它自身的大小成正比。而通信双方只能在输入正确密钥的情况下才能从载体图片中提取出正确的秘密信息；否则得到的将是一堆乱码。从而表明，将密码编码学和信息隐藏相结合使得秘密信息的通信得到了更高的安全的保障。关键词：信息安全；加密算法；信息隐藏；感觉冗余；最低有效位（LSB）1 引言1.1 课题背景随着计算机性能的大大提高和密码分析学的发展，攻击者对加密信息的破解能力越来越高。因此，人们开始研究将信息隐藏在一些不易被攻击者发觉的载体中来避开攻击者的注意力，通过载体来保证通信信息的机密性。隐藏是将秘密信息隐藏在宿主信息中，并且不损坏宿主载体的信息,攻击者无法直观地判断他所监视的信息中是否含有秘密信息。因此信息隐藏领域已经成为信息安全的焦点。然而，图片文件是网络中很常见的信息，所以将图片作为载体，把机密信息隐藏在其中再通过网络传输是一种能够很好地保证信息机密性的方法。对于接收方来说，只需要通过相应的提取算法便可将隐藏在图片文件中的机密信息提取、还原出来，从而保证了通信双方的信息的机密性。1.2 信息隐藏技术在国内外的发展及现状在现实生活中,人们对于信息的保密性往往是求助于密码术,而计算机技术的发展使得密码破译能力越来越强,这迫使人们对加密算法的强度提出越来越高的要求。由于密码术是利用随机性来对抗密码攻击的,而密文的随机性同时也暴露了消息的重要性,即使密码的强度足以使得攻击者无法破解出明文,但攻击者有足够的手段对其进行破坏,从而使得消息无法被接收。密文容易引起攻击者的注意是密码术的一个显著弱点。因此,对于某些应用来说,仅仅对信息的内容加以保密是不够的,信息隐藏是一种对信息的存在本身或信息的存在位置进行保密的保密方式。信息隐藏应用的广泛性已经引起了国内外信息隐藏研究的热潮。在有关密码学和信息安全的国际会议和刊物上也经常可以见到相关的论文和报告。1996年在英国剑桥召开了信息隐藏领域的第一次学术研讨会,这标志者信息隐藏作为一个新的科学学科的诞生。1998年和1999年在美国的波特兰和德国的德雷斯顿分别召开了第二届和第三届信息隐藏国际研讨会。第四届信息隐藏国际研讨会2001年4月在美国的匹兹堡举行。第五届和第六届信息隐藏国际研讨会分别在荷兰和加拿大举行。此外,一些信息安全,密码学和信息处理领域的国际会议上也都有关于信息隐藏技术的专题或文章。这些专题研讨会的召开，极大的促进了各研究团体在这一领域内的交流与合作,也吸引了越来越多的人投身信息隐藏技术的研究。国内在信息隐藏方面的研究起步稍晚,但也引起了信息安全领域研究人员的普遍关注,并于1999年12月召开了第一届信息隐藏学术研讨会,会议决定研讨会每年召开一次,以促进国内信息隐藏技术的研究工作。第二届信息隐藏学术研讨会2000年6月在北京召开,会议发表了论文集。第三届信息隐藏学术研讨会2001年9月在西安举行。第四届信息隐藏全国学术研讨会2002年8月在大连举行。第五届信息隐藏学术研讨会降于2004年11月在广州举行。信息隐藏是近年来引起众多研究团体和个人普遍关注的一个交叉性的研究领域。它的研究范围和应用范围都非常广泛,国内外的研究人员已经组织了一些信息隐藏研究的学术研讨会和邮件列表,这些都促进了信息隐藏领域研究的进一步开展。1.3 本课题研究的意义在网络飞速发展的今天，人们对信息安全给予了更多关注。信息隐藏领域已经成为信息安全的焦点。因为每个Web站点以及网络通信都依赖于多媒体，如音频、视频和图像等。而信息隐藏这项技术将秘密信息嵌入到多媒体中，并且不损坏原有的载体。在没有专门检测工具的情况下，第三方既觉察不到秘密信息的存在，也不知道存在秘密信息。因此密钥、数字签名和私密信息都可以在Internet上安全的传送。所以信息隐藏技术的研究显的更有现实意义。将加密技术融合到信息隐藏技术中来，并将信息隐藏中的子分支数字水印中的经典算法融合进信息隐藏技术。所以基于算法的隐蔽通信研究具有不可估量的现实意义。4 信息隐藏4.1 信息隐藏简介信息隐藏是将需保密的或重要的信息隐藏到另外一个可以公开的媒体之中，具体来说，就是把指定的信息隐藏于数字化的图像、声音或文本当中，充分利用人们的“所见即所得”的心理，来迷惑恶意的攻击者。通常，我们称这个媒体为掩护媒体，隐藏的动作称为嵌入，掩护媒体经嵌入信息后变成一个伪装媒体。4.2 信息隐藏特点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技术具有免疫能力 。这种免疫力的关键是要使隐藏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 。根据信息隐藏的目的和技术要求 ，该技术存在以下特性: 4.3 信息隐藏技术组成信息隐藏技术主要由下述两部分组成：（1） 信息嵌入算法 ：它利用密钥来实现秘密信息的隐藏 。（2） 隐蔽信息的提取算法：它利用密钥从隐蔽载体中检测 /恢复出秘密信息 。在密钥未知的前提下，第三者很难从隐秘载体中发现秘密信息 。在信息隐藏算法中，主要有空间域算法和变换域算法。（1）空域隐藏算法 【www.think58.com计算机毕业论文网】

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空域法是直接改变图像元素的值，一般是在图像元素的亮度或色度中加入隐藏的内容。如LSB算法，它通过调整伪装载体某些像素数据的最低1～2位有效位来隐藏信息，致使所隐藏的信息靠视觉很难被发现。空域类算法的特点是只需对隐秘载体进行很小的、不易察觉的改变就能隐藏很大的信息量，计算速度较快。但从基本原理上看，该算法所隐藏的信息是极为脆弱的，若载体图像有微小的改变，隐藏信息就可能丢失。（2）变换域隐藏算法
变换域隐藏算法是利用某种数学变换，将图像用变换域（如频域）表示，通过更改图像的某些变换域系数加入待隐藏信息，然后再利用反变换来生成隐藏有其他信息的图像。常见的变换域算法有：基于DCT的变换域算法、基于DWT的变换域算法。变换域算法具有很好的鲁棒性（指不因图像文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力），对传输过程中的图像压缩、滤波以及噪声均有一定的抵抗力，并且一些算法还结合了当前的图像和视频压缩标准（如JPEG、MPEG等），具有实际意义。

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