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信息安全学 赵成林 北京邮电大学 Email: clzhao@bupt.edu.cn 信息隐藏与数字水印 信息隐藏 概况 分类 数字水印 概况 分类 模型 性能评价 信息隐藏 又称信息伪装，就是通过减少载体的某种冗余，如空间冗余、数据冗余等，来隐藏敏感信息，达到某种特殊的目的，如必威体育官网网址通信、版权保护及用户追踪等。 加密使得有用信息变成看上去为无用的乱码，使得攻击者无法读懂信息的内容，从而保护信息。攻击者如果无法破译加密信息，但可以破坏破译失败的信息。 信息隐藏则是将有用信息隐含在其他通信中，使攻击者无法发现，这样不仅实现了信息的必威体育官网网址，而且也保护了信息本身。 信息隐藏的现状 信息隐藏是一门古老技术，古代的藏头诗、钞票印刷和军事情报的传递等都用到信息隐藏。 信息隐藏分为隐写术和数字水印两个分支。 随着计算机技术和互联网的发展，信息隐藏受到重视，各种重要信息需要安全的传递，版权保护等需要用到信息隐藏技术； 政府信息、商务信息、知识产权、个人隐私等 现代战争—信息战 尤其是国家安全部门需要研究伪装式信息安全的攻防 技术上存在信息隐藏的可能 加密在于隐藏信息的内容，信息隐藏在于隐藏信息的存在； 信息隐藏的研究状况 信息隐藏可以追述到古代的隐写术，但1992年国际上正式提出信息隐形性研究； 1996年国际第一届信息隐藏研讨会； 1998、1999、……信息隐藏研讨会； 各种大型国际会议中都有信息隐藏和数字水印的专题； 国内信息隐藏研讨会每年召开（1999年开始） 文献检索（关键词） Information hiding（信息隐藏） Steganography（隐写术） －伪装式必威体育官网网址通信 Digital watermarking（数字水印） －数字产品版权保护 Steganalysis（隐写分析） 信息隐藏的特点： (1)不破坏载体的正常使用，因此不会轻易引起别人的注意,也是衡量是否是信息隐藏的标准； （2）载体具有某种冗余性 （3）载体具有某种相对的稳定量 （4）具有很强的针对性 信息隐藏 信息隐藏 概况 分类 数字水印 概况 分类 模型 性能评价 信息隐藏 －－ 分类 隐秘通信、隐写术、数字水印和信息隐藏的关系 隐蔽信道 非有意设计的也不打算用来传输消息的通信路径。 例： 在一个操作系统中，运行在高安全级别的进程A能够向一个磁盘写数据，而运行在低安全级别的另一个进程B能够访问其文件表（即，由前一个进程创建的所有文件的名字和大小），尽管它不具备访问数据本身的权限，但进程A能通过选择合适的文件名和大小来向B传递信息。 基于语义的伪装术 黑道行话 特定情景下的对话 古代的隐写术 用头发掩盖信息 将消息写在头皮上，等到头发长出来后，消息被遮盖，这样消息可以在各个部落中传递（公元前440年） 使用书记板隐藏信息 首先去掉书记板上的腊，然后将消息写在木板上，再用腊覆盖，这样处理后的书记板看起来是一个完全空白的 将信函隐藏在信使的鞋底、衣服的皱褶中，妇女的头饰和首饰中等 古代的隐写术 在一篇信函中，通过改变其中某些字母笔划的高度，或者在某些字母上面或下面挖出非常小的孔，以标识某些特殊的字母，这些特殊的字母组成秘密信息 采用无形的墨水在特定字母上制作非常小的斑点（17世纪） 微缩胶片（1860年） 信鸽传递 粘贴在无关紧要的杂志等文字材料中的句号或逗号上 古代的隐写术 使用化学方法的隐写术 用笔蘸淀粉水在白纸上写字，然后喷上碘水，则淀粉和碘起化学反应后显出棕色字体。 化学的进步促使人们开发更加先进的墨水和显影剂。 但随着“万用显影剂”的发明，此方法就无效了。其原理是，根据纸张纤维的变化情况，来确定纸张的哪些部位被水打湿过，这样，所有采用墨水的隐写方法，在“万用显影剂”下都无效了。 在艺术作品中的隐写术 在一些变形夸张的绘画作品中，从正面看是一种景象，侧面看又是另一种景象，这其中就可以隐含作者的一些政治主张或异教思想。 古代的隐写术 藏头诗 平湖一色万顷秋， 湖光渺渺水长流。 秋月圆圆世间少， 月好四时最宜秋。 国外最著名的例子可能要算Giovanni Boccaccio(1313-1375)的诗作，据说是“世界上最宏伟的藏头诗”作品。 先创作了三首十四行诗，总共包含大约1500个字母，然后创作另一首诗，使连续三行押韵诗句的第一个字母恰好对应十四行诗的各字母。 古代的隐写术 乐谱 第二次世界大战期间，一位热情的女钢琴家，常为联军作慰问演出，并通过电台播放自己谱写的钢琴曲。由于联军在战场上接连遭到失败，反间谍机关开始怀疑到这位女钢琴家，可一时又因找不到钢琴家传递情报的手段和途径而迟迟不能决断。原来，这位德国忠实的女间谍，从联军军官那里获得军事情报后，就按照事先规定的密码巧妙地将其编成乐谱，并在电台演奏时一次次公开将重要