信息隐藏基本原理

一些名词

A打算秘密传递一些信息给B，需要从一个随机消息源中随机选取一个无关紧要的消息C，当这个消息公开传递时，不会引起怀疑，C为载体对象。
把需要秘密传递的信息m隐藏到载体对象c中，此时，载体对象c就变为伪装对象c’
秘密信息的嵌入过程需要密钥，其中利用密钥来实现秘密信息的隐藏是信息嵌入算法，此密钥称为伪装密钥 （区别于加密秘钥）。

实现信息隐藏的基本要求
C正常且不会引起怀疑。
C’与C无法区分，无论是从感官上还是从计算机分析上。
不可视通信的安全性取决于第三方有没有能力将载体对象和伪装对象区别开来。
对C’的正常处理不会破坏m。

信息检测/提取算法：
在伪装秘钥位置的前提下，第三者很难从伪装载体中得到/删除/甚至发现秘密信息。

信息隐藏分类
无密钥信息隐藏：不需要交换隐写密钥的隐写系统。

无密钥信息隐藏系统，违反了Kerckhoffs准则：密码设计者应该假设对手知道数据加密的方法，数据的安全性必须仅依赖于密钥的安全性。

私钥信息隐藏：双方进行秘密通行时要交换密钥。

健壮性：

公钥信息隐藏：需要使用公钥和私钥来确保双方通信的隐蔽性。通信各方使用约定的公钥体制，各自产生自己的公开钥和秘密钥，将公开钥存储在一个公开的数据库中，通信各方可以随时取用，秘密钥由通信各方自己保存，不予公开。公钥用于传递会话密钥，会话密钥用作伪装密钥。

信息隐藏算法评价指标

不可感知性/隐蔽性：载体对象和伪装对象在感觉上不可区分，即人的感官上无法区分，计算机的统计分析无法分析。
度量：
载体选择：不同的嵌入算法，对载体影响不同，选择最合适的载体，使得信息嵌入后影响最小，即载体对象与伪装对象的相似度最大。

**安全性：**系统自身算法的安全性，各种攻击情况下的安全性。
攻击一个信息隐藏系统
 证明隐藏信息的存在
 破坏隐藏信息
 提取隐藏信息
理论安全的：如果攻击者经过各种方法仍然不能判断是否有信息隐藏。如果一个信息伪装系统嵌入一个秘密消息到载体中去的过程不改变C的概率分布，则该系统是（理论上）绝对安全的
健壮性
容量

判断是否有隐藏：

实际有隐藏，判断有——正确
实际没有，判断没有——正确
实际没隐藏，判断有隐藏——纳伪错误
实际有隐藏，判断无隐藏——弃真错误
信息隐藏应该是使弃真错误的概率最大，最理想的信息隐藏系统弃真错误概率为1，从而达到信息隐藏、迷惑攻击者的目的。

信息隐藏的攻击：
被动攻击：监视和破译隐藏的秘密信息。
主动攻击：破坏隐藏的秘密信息，篡改秘密信息。
非恶意修改：压缩编码，信号处理技术，格式转换。

安全性与健壮性的平衡
安全性高，健壮性差:
安全性高，说明伪装对象c’与载体对象c从概率分布上无法区别，因此信息的隐藏必须利用载体的随机噪声，而随机噪声容易被破坏。
健壮性强，安全性差
健壮性强，说明信息隐藏与载体的特性结合在一起，不易被破坏，但会改变载体的某些特征，并且有可能改变概率分布。
一般情况下，只能针对某一类特殊的映射具有健壮性
如JPEG压缩与解压缩、滤波、加入白噪声等

标签：载体,健壮性,基本原理,信息,密钥,伪装,隐藏
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