第五章-信息隐藏算法

一、实验背景信息隐藏技术是一种在传输或存储过程中将隐秘信息隐藏在特定载体中，以保证隐秘信息安全性的技术。

随着信息技术的不断发展，信息隐藏技术在军事、通信、网络安全等领域具有广泛的应用前景。

本实验旨在验证信息隐藏算法在文本信息隐藏中的应用效果，并分析不同算法的性能差异。

二、实验目的1. 了解信息隐藏技术的基本原理和常用算法。

2. 比较不同信息隐藏算法在文本信息隐藏中的应用效果。

3. 分析影响信息隐藏算法性能的因素。

三、实验内容本实验选用以下三种信息隐藏算法进行文本信息隐藏：1. 基于双文本段的信息隐藏算法2. 基于矢量字库的文本信息隐藏算法3. 基于宋词生成的大容量构造式信息隐藏算法实验步骤如下：1. 选择合适的文本作为载体，包括原文和待隐藏信息。

2. 分别采用三种算法对载体文本进行信息隐藏。

3. 对隐藏后的文本进行提取，并计算提取成功率。

4. 分析不同算法的性能差异，包括提取成功率、隐蔽性和安全性。

四、实验结果与分析1. 基于双文本段的信息隐藏算法该算法通过在多种隐形式中选择适当的隐藏形式和信息分散存储，大大提高信息隐藏的隐蔽性、安全性。

实验结果显示，该算法的提取成功率较高，隐蔽性和安全性较好。

2. 基于矢量字库的文本信息隐藏算法该算法利用汉字的二维象形性和人眼视觉冗余特性，通过修改汉字字库的矢量数据来实现信息隐藏。

实验结果显示，该算法的提取成功率较高，隐蔽性和安全性较好，同时具有较大的嵌入空间。

3. 基于宋词生成的大容量构造式信息隐藏算法该算法基于宋词生成模型，通过符号集设计、编码等综合作用，生成宋词诗句来实现信息隐藏。

实验结果显示，该算法的提取成功率较高，隐蔽性和安全性较好，且生成的宋词文本的信息隐藏容量较大。

综合分析三种算法的性能，可以得出以下结论：1. 基于双文本段的信息隐藏算法和基于矢量字库的文本信息隐藏算法在提取成功率、隐蔽性和安全性方面表现较好。

2. 基于宋词生成的大容量构造式信息隐藏算法在信息隐藏容量方面具有优势。

信息安全技术概论习题及答案第一章绪论一、选择题1.信息安全的基本属性是（D）A.机密性B.可用性C.完整性D.前面三项都是二、简答题1．谈谈你对信息的理解.答：信息是事物运动的状态和状态变化的方式。

2．什么是信息技术?答：笼统地说，信息技术是能够延长或扩展人的信息能力的手段和方法。

本书中，信息技术是指在计算机和通信技术支持下，用以获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像、视频、音频以及语音信息，并且包括提供设备和信息服务两大方面的方法与设备的总称。

也有人认为信息技术简单地说就是3C：Computer＋Communication＋Control。

3．信息安全的基本属性主要表现在哪几个方面?答：（1）完整性（Integrity）（2）保密性（Confidentiality）（3）可用性（Availability）（4）不可否认性（Non-repudiation）（5）可控性（Controllability）4．信息安全的威胁主要有哪些?答：（1）信息泄露（2）破坏信息的完整性（3）拒绝服务（4）非法使用（非授权访问）（5）窃听（6）业务流分析（7）假冒（8）旁路控制（9）授权侵犯（10）特洛伊木马（11）陷阱门（12）抵赖（13）重放（14）计算机病毒（15）人员不慎（16）媒体废弃（17）物理侵入（18）窃取（19）业务欺骗等5．怎样实现信息安全?答：信息安全主要通过以下三个方面：A 信息安全技术：信息加密、数字签名、数据完整性、身份鉴别、访问控制、安全数据库、网络控制技术、反病毒技术、安全审计、业务填充、路由控制机制、公证机制等；B 信息安全管理：安全管理是信息安全中具有能动性的组成部分。

大多数安全事件和安全隐患的发生，并非完全是技术上的原因，而往往是由于管理不善而造成的。

安全管理包括：人事管理、设备管理、场地管理、存储媒体管理、软件管理、网络管理、密码和密钥管理等。

C 信息安全相关的法律。

信息隐藏技术中的加密算法及其使用方法一、引言随着信息技术的迅猛发展，我们在日常生活中所接触和处理的各种信息也日益增多。

然而，随之而来的问题是信息的安全性和保密性。

为了确保敏感信息不被未经授权的人员获取，我们需要使用加密算法对信息进行保护。

本文将探讨信息隐藏技术中的加密算法及其使用方法。

二、对称加密算法对称加密算法是使用相同的密钥对信息进行加密和解密的算法。

其中最常见的算法有DES（Data Encryption Standard）和AES （Advanced Encryption Standard）。

1. DES（Data Encryption Standard）DES是一种经典的对称加密算法，它使用56位密钥对64位的数据块进行加密和解密。

由于DES的密钥长度较短，容易受到暴力破解攻击，因此在实际应用中逐渐被替代。

2. AES（Advanced Encryption Standard）AES是一种对称加密算法，使用128位、192位或256位密钥对数据进行加密和解密。

相比于DES，AES具有更高的安全性和更快的加密速度，因此被广泛应用于各领域的信息保护中。

三、非对称加密算法非对称加密算法使用不同的密钥进行加密和解密，其中最典型的算法是RSA（Rivest-Shamir-Adleman）。

1. RSA（Rivest-Shamir-Adleman）RSA是一种公钥加密算法，它使用一对密钥，即公钥和私钥。

发送方使用公钥对信息进行加密，而接收方则使用私钥对信息进行解密。

RSA算法的安全性基于大数的质因数分解难题，算法设计良好的话，破解难度很高。

四、哈希函数哈希函数是一种将任意长度的输入数据映射为固定长度的输出序列的函数。

最常用的哈希函数包括MD5（Message Digest Algorithm 5）和SHA（Secure Hash Algorithm）。

1. MD5（Message Digest Algorithm 5）MD5是一种广泛应用的哈希函数，它将输入数据映射为128位的摘要。

实用技巧：如何选择适用的信息隐藏算法信息隐藏算法是一种在数字媒体中嵌入秘密信息的技术，它在现实生活中有着广泛的应用，例如数字水印、隐写术等。

选择适用的信息隐藏算法对于确保隐私安全和维护数据完整性至关重要。

本文将探讨如何选择适用的信息隐藏算法，并介绍一些相关的实用技巧。

一、了解不同类型的信息隐藏算法信息隐藏算法可以分为两大类：隐写术和数字水印。

隐写术是将秘密信息隐藏在一个覆盖物中，例如一张图片、一段音频或一个视频。

这种算法主要考虑的是如何隐藏信息，且隐藏后的图像、音频或视频仍然具有很高的相似性，不会引起人们的怀疑。

数字水印则是在媒体中嵌入一些不可见的标识符，用于识别和保护数字内容的所有者权益。

数字水印的目的是在不影响媒体质量的情况下，为媒体内容提供安全保护和溯源能力。

二、考虑数据安全和可逆性要求在选择适用的信息隐藏算法时，需要考虑不同的需求。

首先，需要确定数据安全的等级要求。

如果需要高度安全的保护，例如在军事、金融和法律领域中，则应选择更加复杂和难以破解的算法。

然而，过于复杂的算法可能导致性能下降和嵌入容量的减少，因此需要权衡取舍。

其次，需要考虑隐藏信息的可逆性要求。

有些应用场景要求嵌入的信息能够被完全恢复，例如数字水印用于版权保护。

而有些应用场景则可以容忍信息的部分丢失，例如隐写术中的秘密消息。

对于可逆性要求高的场景，应选择支持逆操作的算法。

三、根据媒体类型选择算法不同的媒体类型对算法的选择也有一定的影响。

例如，在图像领域中，常用的信息隐藏算法有Least Significant Bit（LSB）算法和基于变换域的算法。

LSB算法是在图像像素的最低有效位（LSB）中嵌入秘密信息，对于灰度图像和彩色图像都适用。

而基于变换域的算法则是在图像变换后的频域或空域中嵌入信息，例如离散余弦变换（DCT）域、小波变换域等。

对于音频和视频媒体，选择合适的信息隐藏算法也具有挑战性。

一种常见的方法是直接对媒体信号进行处理，例如改变音频的相位或幅度，或在视频帧中嵌入秘密信息。

《信息隐藏技术》课程期末复习资料《信息隐藏技术》课程讲稿章节目录：第1章概论什么是信息隐藏信息隐藏的历史回顾技术性的隐写术语言学中的隐写术分类和发展现状伪装式保密通信数字水印信息隐藏算法性能指标第2章基础知识人类听觉特点语音产生的过程及其声学特性语音信号产生的数字模型听觉系统和语音感知语音信号的统计特性语音的质量评价人类视觉特点与图像质量评价人类视觉特点图像的质量评价图像信号处理基础图像的基本表示常用图像处理方法图像类型的相互转换第3章信息隐藏基本原理信息隐藏的概念信息隐藏的分类无密钥信息隐藏私钥信息隐藏公钥信息隐藏信息隐藏的安全性绝对安全性秘密消息的检测信息隐藏的鲁棒性信息隐藏的通信模型隐藏系统与通信系统的比较信息隐藏通信模型分类信息隐藏的应用第4章音频信息隐藏基本原理音频信息隐藏LSB音频隐藏算法回声隐藏算法简单扩频音频隐藏算法扩展频谱技术扩频信息隐藏模型扩频信息隐藏应用基于MP3的音频信息隐藏算法 MP3编码算法MP3解码算法基于MIDI信息隐藏MIDI文件简介MIDI数字水印算法原理第5章图像信息隐藏时域替换技术流载体的LSB方法伪随机置换利用奇偶校验位基于调色板的图像基于量化编码的隐藏信息在二值图像中隐藏信息变换域技术DCT域的信息隐藏小波变换域的信息隐藏第6章数字水印与版权保护数字水印提出的背景数字水印的定义数字水印的分类从水印的载体上分类从外观上分类从水印的加载方法上分类从水印的检测方法上分类数字水印的性能评价数字水印的应用现状和研究方向数字水印的应用数字水印的研究方向第7章数字水印技术数字水印的形式和产生数字水印框架图像数字水印技术水印嵌入位置的选择工作域的选择脆弱性数字水印技术软件数字水印技术软件水印的特征和分类软件水印简介软件水印发展方向音频数字水印技术时间域音频数字水印变换域音频数字水印压缩域数字水印音频数字水印的评价指标音频水印发展方向视频数字水印技术视频水印的特点视频水印的分类第8章信息隐藏分析隐写分析分类根据适用性根据已知消息根据采用的分析方法根据最终的效果信息隐藏分析的层次发现隐藏信息提取隐藏信息破坏隐藏信息隐写分析评价指标信息隐藏分析示例LSB信息隐藏的卡方分析基于SPA的音频隐写分析第9章数字水印的攻击数字水印攻击的分类去除攻击表达攻击解释攻击法律攻击水印攻击软件一、客观部分：（一）单项选择题：1.下列关于回声隐藏算法描述不正确的是( )。

第一章1 什么是信息隐藏信息隐藏是把一个有意义的信息隐藏在另一个称为载体C（cover）的信息中得到隐藏载体（Stego Cover）S，多用的载体可以是文字，图像，声音及视频等。

2 信息隐藏与密码技术的区别密码技术主要是研究如何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密文进行传递；而信息隐藏则主要研究如何将某一机密信息隐藏于另一公开的信息中，然后透过公开信息的传输来传递机密信息。

3 信息隐藏技术的分类①按载体类型分：包括基于文本，图像，声音和视频的信息隐藏技术②按密钥分：若嵌入和提取采用相同密钥，则称为对称隐藏算法，否则称为公钥隐藏算法③按嵌入域分：主要可分空域（或时域）方法和变换域方法④按提取要求分：若在提取隐藏信息是不需要利用原始载体C，则称为盲隐藏：否则称为非盲隐藏，目前主要采用的是盲隐藏技术。

⑤按保护对象分：主要可分为隐写术和水印技术4 隐写术与数字水印技术的区别①隐写术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送消息，因此它的主要要求是不被检测到和大容量等。

②数字水印是指嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像，文字，符号，数字等一切可以作为标记和标志的信息，其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹和完整性保护等，因此它的要求是鲁棒性和不可感知性等。

5 信息隐藏技术的特点①透明性invisibility 也叫隐蔽性②鲁棒性robustness 是指不因图像文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力③不可检测性undetectability 指隐藏载体和原始载体具有一致的特性④安全性security 指隐藏算法有较强的抗攻击能力⑤自恢复性：由于经过一系列操作或变换后，可能会使原图产生较大的破坏，如果只从留下的片段数据仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程不需要宿主信号，则可称为所谓的自恢复性⑥对称性：通常信息的隐藏和提取过程具有对称性⑦可纠错性：为了保证隐藏信息的完整性，使其在经过各种操作和变换后仍能很好地恢复，通常采用纠错编码方法6 图 1.3 信息隐藏和提取系统的模型解释隐藏过程：首先对消息M可以做预处理，这样形成消息M’，为加强整个系统的安全性，在预处理过程中也可以使用密钥来控制，然后用一个隐藏嵌入算法和密钥K1把与处理后的消息M’隐藏到载体C中，从而得到隐藏载体S提取过程：使用提取算法和密钥K2从隐蔽载体S中提取消息M’，然后使用相应的解密或扩频解调等解预处理方法由M’恢复出真正的消息M7 信息隐藏算法的空域算法和频域算法空域算法：是将信息嵌入到随机选择的图像点中最不重要的像素位（LSB）上，可保证嵌的信息是不可见的。

《保密技术管理》期末考试范围知识点总结第一章绪论一、保密技术概念是指保护秘密信息安全，避免秘密信息失窃和泄漏的所有相关保障性技术。

从广义上讲，指所有避免秘密信息泄漏的技术。

这里所说的秘密信息不单单指国家秘密，还可以指商业秘密、工作秘密，乃至个人隐私。

二、保密技术与信息安全技术关系（1）保密技术与信息安全技术具有一路的核心内容，即确保信息保密性。

（2）保密技术与信息安全技术在安全需求、保护对象和保护品级等方面不尽相同，发展至今成为既彼此关联，又各自独立的两门技术学科。

（3）总之，保密技术与信息安全技术既有一路的基础性技术，也有彼此不能覆盖的技术领域，保密的目标有赖于二者一路的基础支撑和保障作用。

3、保密技术发展历程第一阶段：通信保密发展时期（20世纪40年代-70年代）第二阶段：计算机及网络保密发展时期（20世纪80年代-90年代）第三阶段：信息保障与全方位保障技术阶段（20世纪90年代以后）4、保密技术分类（从信息安全的角度）物理安全保密技术：防窃听、防窃照、防复印、信息清除、涉密物品管控等平台安全保密技术：身份辨别、信息认证、访问控制等数据安全保密技术：加密、容灾恢复、信息隐藏、数据备份等通信安全保密技术：猝发通信、通信干扰等网络安全保密技术：防火墙、入侵检测系统、网络隔离等五、保密技术体系框架（文字描述，不用画图）（1）保密技术可以按照技术对保密的支撑作用和功能特点划分成保密防护技术和保密检查技术两大类，直接表现了保密技术的对抗性特点。

同时组成体系框架图中的最底层。

（2）保密技术可以按照应用对象进一步细分，划分为网络保密技术、通信保密技术、物理安全保密技术、TEMPEST、保密检测技术。

在体系框架图中的组成保密防护技术和保密检查技术的上一层。

（3）网络保密技术和通信保密技术都以密码技术、信息隐藏技术作为基础技术，同时网络保密技术还包括身份认证、访问控制、监控审计、边界防护和主机安全等技术。

通信保密技术可以划分为有线通信保密技术和无线通信保密技术。

信息隐藏算法及应用信息隐藏算法是一种将秘密信息嵌入到媒体载体中的技术。

它可以在不引起观察者注意的情况下，将一些隐秘信息隐藏在一般的信息中。

信息隐藏算法在许多领域具有广泛的应用，如数字版权保护、隐写术、数字水印、信息安全等。

信息隐藏算法主要有以下几种类型：隐写术、数字水印和加密算法。

首先是隐写术。

隐写术是一种将秘密信息隐藏到覆盖对象中的技术。

通过巧妙地利用媒体载体的一些特性，隐写术能够在不引起观察者怀疑的情况下传递秘密信息。

常见的隐写术包括文本隐写、图片隐写、音频隐写等。

其中，图片隐写是最常见的一种类型，它通过在图片像素中微调颜色值的方式来隐藏秘密信息。

其次是数字水印。

数字水印是将一段用于验证目的的信息嵌入到数字媒体（如图片、音频、视频等）中的技术。

数字水印可以分为可见水印和不可见水印两种。

可见水印是通过在媒体上添加可见的标识，如文字、图片等来实现的；而不可见水印则是嵌入到媒体的特定位置，并且对一般观察者来说是不可见的。

数字水印的主要作用是保护数字媒体的版权信息，以及对媒体的真实性进行验证。

最后是加密算法。

加密算法是将明文转换为密文的一种方法，通过使用密钥对明文进行加密，使得只有持有相应密钥的人才能解密并获得明文。

加密算法可以保护数据的机密性，阻止未授权的访问者获取有关数据的信息。

信息隐藏算法具有广泛的应用。

在数字版权保护方面，信息隐藏算法可以用于数字音频、视频的数字版权保护，防止未授权的转载和盗版。

在隐写术方面，信息隐藏算法可以用于情报通信中的秘密信息传递，以及网络间谍的活动。

在数字水印方面，信息隐藏算法可以用于数字媒体的版权保护和完整性验证，防止盗版和篡改。

在信息安全方面，信息隐藏算法可以用于保护敏感信息的传输和存储安全。

然而，信息隐藏算法也存在一些挑战和问题。

首先是保密性问题，即在嵌入过程中如何保证秘密信息的安全性。

其次是鲁棒性问题，即如何使得隐藏的信息对可能发生的攻击（如噪声、压缩等）具有一定的抵抗能力。

安徽大学本科教学课程教案课程名称：数字水印（实践）课程代码：开课单位：计算机科学与技术学院授课教师：吕皖丽/职称/学位：讲师/ 博士开课时间：二○一至二○一学年第学期课程基本情况课程编号ZX36283课程名称数字水印（实践）教学单位计算机科学与技术学院课程学分1考核方式考试□ √考查□ 其他方式：课程类别□ 公共基础课专业必修课（包括专业基础课和专业核心课）√ 专业选修课□ 人文与科技素质教育课□ 其他课程学时数总学时：34理论学时：实验学时：上机学时：34任课教师吕皖丽职称讲师教师来源√ 本校教师□ 外聘教师使用教材√ 统编教材□ 自编教材或讲义书名作者出版社出版时间教材数字水印技术及应用许文丽电子工业出版社出版2013教学参考用书数字水印理论与技术杨义先，钮心忻高等教育出版社2006信息隐藏与数字水印实验教程杨榆国防工业出版社2010 数字水印基础教程杨义先人民邮电出版社2007教学章节第一章、第二章、教学目标和要求通过本讲的练习，了解信息安全、伪装式信息安全、信息隐藏的历史、信息隐藏的现状及应用领域以及信息隐藏的研究分支。

教学重点将密码学与伪装式信息安全相结合，就可以更好地保证信息本身的安全和信息传递过程的安全。

信号编码。

教学难点信息隐藏的研究状况，语音编码主要教学方式课堂讲授□ 小组活动□ 实验演示□ 难点答疑□ 提问□ 作业讲评□实践教学□ 考试测验□ √其他活动上机练习使用媒体资源□ √文字教材√电子教案□ 录像材料□ 录音材料□ 直播课堂□ CAI课件□ IP课件□ 其他资源：作业或练习（1）查找资料，调研信息隐藏的研究状况。

板书设计上机练习，无板书第一次教学活动设计教学环节主要教学内容学生活动安排（一般包括复习旧课、导入新课、讲授讨论、巩固练习、布置作业等环节）1.通过ppt介绍第一章、第二章、第三章、第四章课程基本内容。

2.通过演示LSB信息隐藏算法介绍数字水印基本原理。

3.布置练习。