• 密码仅仅隐藏了信息的内容，而信息伪装不但 隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在；
• 传统的以密码学为核心技术的信息安全和伪装 式信息安全技术不是互相矛盾、互相竞争的技 术，而是互补的；
内容
• 信息伪装技术研究的内容包括信息隐藏和信 息的版权认证，信息访问的合法身份认定等。 其研究涉及密码学，图象处理，模式识别， 数学和计算机科学等领域。
题于墙上，使卢俊义遭官府 迫害逼上梁山
信息隐藏的原理框图
载体信 息源
A 秘密消息m
载体对象c
伪装对象
信息嵌入c’ 算法
不安全信 道
信息提取 算法
Ｂ 秘密消息m
密钥k
信息隐藏的原理框图
实现信息隐藏的基本要求
• 载体对象是正常的，不会引起怀疑 • 伪装对象与载体对象无法区分，无论从
感观上，还是从计算机的分析上 • 信息隐藏的安全性取决于第三方有没有
尽可能多地将信息隐藏在公开消息之中
尽可能不让对手发现任何破绽
• 攻击者
✓ 尽可能地发现和破坏对手利用信息隐藏技术隐藏在公开消息 中的机密信息
信息隐藏与信息安全
• 信息隐藏（伪装）就是将秘密信息秘密地隐藏 于另一非机密的文件内容之中。其形式可为任 何一种数字媒体，如图象、声音、视频或一般 的文档等等；
我画蓝江水悠悠，爱晚厅上枫叶愁。 秋月溶溶照佛寺，香烟袅袅绕经楼。
离合诗（Acrostic）
七律•问缘 我常夜半询姻命， 与月为邻爱晚星。 秋槿含情风后落， 香獐有意谷间鸣。 天街雨过涤新树， 长路云收现旧亭。 地老皆缘蕃草木， 久愁比翼痛风铃。
施耐庵《水浒传》第61回 吴用诱使卢俊义将离合诗
卢花潭上有扁舟， 俊杰黄昏独自游。 义到尽头原有命， 反弓逃难必无忧。
• 看守者
–被动看守者：只是检查传递的信息有没有可疑的地方 –主动看守者：故意去修改一些可能隐藏有信息的地方，
或者假装自己是其中的一个囚犯，隐藏进伪造的消息， 传递给另一个囚犯
信息隐藏问题
0 1 1… 1 0 0… …… 0 1 1…
128 127 126 … 120 123 124 … …… 85 85 86 …
128 127 127 … 121 124 124 … …… 86 85 87 …
利用以
信息隐藏的思想
– 数字信号处理理论（图像信号处理、音频信 号处理、视频信号处理等）
– 人类感知理论（视觉理论、听觉理论）
– 现代通信技术
– 密码技术
等为代表的伪装式信息隐藏方法来研究信息的保 密和安全问题
• 隐藏者
• 信息隐藏（Information Hiding）
✓ 利用人类感知系统以及计算机处理系统的 冗余
✓ 载体可以是任何一种多媒体数据，如音频、 视频、图像、甚至文本、数据等
✓ 被隐藏的信息也可以是任何形式（全部作 为比特流）
必要性
• 信息隐藏
– 加密：对秘密信息本身进行保护，但信息的传递过 程是暴露的
• 隐藏容量、安全性、健壮性相互制约
LSB数字水印和健壮性问题
Watermark (50 x 20 pixels)
Watermarked Image
Recovered Watermark
LSB的健壮性很差
Recovered Watermark
Recovered Watermark
after addition of 1% Gaussian Noise after JPEG Compression with Quality 95
能力将载体对象和伪装对象区别开来 • 对伪装对象的正常处理，不应破坏隐藏
的信息
信息隐藏的攻击
• 被动攻击
–监视和破译隐藏的秘密信息秘密信息
• 非恶意修改
–压缩编码，信号处理技术，格式转换，等等
信息隐藏的健壮性
• 伪装载体受到某种攻击后，仍然能够从 中提取出隐藏信息，称为算法对这种攻 击是健壮的
母上（下）面挖非常小的孔 • 17世纪的无形墨水：在特定的字母上制
作非常小的斑点 • 19世纪的微缩胶片
• 化学方式实现的高级隐写术
– 用笔蘸淀粉水写在白纸上，喷上碘水后显示棕 色字体
• 艺术作品中隐写术
– 变形夸张的绘画作品 – 二次大战女钢琴家的慰问演出
• 藏头诗
藏头诗
我闻西方大力士，为人了却凡心。 秋来明月照蓬门，香满禅房幽径。 屈指灵山会后，居然紫竹成林。 童男童女拜观音，仆仆何嫌荣顿？
– 隐藏：掩盖秘密信息存在的事实
• 将密码学与信息隐藏相结合，就可以同时保证 信息本身的安全和信息传递过程的安全
• 数字水印
– 数字产品的无失真复制的特点，造成版权保护和管 理方面的漏洞
技术上的可行性
• 利用人类感知系统的冗余
– 视觉 – 听觉
• 利用计算机处理系统的冗余
– 图像 视频 – 音频
• 利用各种潜信道
信息隐藏与数字水印技术
—背景、算法及相关理论
王昭顺 北京科技大学信息工程学院
信息隐藏问题描述
• 囚犯问题
–两个囚犯A和B被关押在监狱的不同牢房，他们想通 过一种隐蔽的方式交换信息，但是交换信息必须要通 过看守的检查。因此，他们要想办法在不引起看守者 怀疑的情况下，在看似正常的信息中，传递他们之间 的秘密信息
• 特性：
1）隐蔽性; 2）安全性; 3）对称性; 4）可纠错性。
• 信息隐藏的应用
– 信息隐藏
伪装式隐蔽通信
– 数字水印 – 数字版权管理DRM
✓ 数字产品的版权保护
• 信息伪装技术（广义信息隐藏）
– 为防止数据泄漏，在某种载体中嵌入数据 – 古代的隐写术（Steganography）：隐蔽机
密信息
信息隐藏的应用
• 军事和情报部门
–军事通信中通常使用诸如扩展频谱调制或流星 散射传输的技术使得信号很难被敌方检测到或 破坏掉
–伪装式隐蔽通信正是可以达到不被敌方检测和 破坏的目的
• 需要匿名的场合
–包括很多合法的行为，如公平的在线选举、个 人隐私的安全传递、保护在线自由发言、使用 电子现金等
– 非法的行为，如诽谤、敲诈勒索以及假冒的商 业购买行为
信息隐藏技术的分类
信息伪装
隐秘信道
伪装术
匿名通信
版权标识
基于语义的伪装术 基于技术的伪装术 稳健的版权标识 脆弱的数字水印
水印
指纹
不可见水印 可见水印
信息隐藏的历史
• 公元前440年出现用头发掩盖信息的方法 • 将信函隐藏在信使的鞋底、衣服的皱褶，
妇女的头饰、首饰中 • 在信函中改变字母笔画的高度，或在字