利用圖片作為載體實現(xiàn)信息隱藏

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２００８年第１期

（恙第６２期）

牡丹江師范學院學報（自然科學版）

ＪｏｕｍａｌｏｆＭｕｄａｎｊｉａｎｇＮｏｒｍａＩＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｎｏ．１，２００８ＴｏｔａｌＮｏ

６２

利用圖片作為載體實現(xiàn)信息隱藏

張

弛

（牡丹江出人境檢驗檢疫局．黑龍江牡丹江

摘要：采用ｖｉｓｕａｌｃ＋＋６．０作為客戶端應用程序的開發(fā)工兵，利用其集成開發(fā)的環(huán)境實現(xiàn)對需要保密信

息的隱藏．

關鍵詞：信息隱藏Ｉｖｉｓｕａｌｃ＋＋６．０；開發(fā)工具［中圖分類法］ＴＰ３９２

［文獻標識碼］Ａ

信息隱藏技術是當今國際上一個十分活躍的研究領域，其載體可以是文字、圖片、語音或視頻等不同格式的文件，使用的方法沒有本質區(qū)別．信息隱藏技術包括隱寫術和數(shù)字水印技術．本論文中實現(xiàn)信息隱藏軟件是利用圖片作為載體．１

信息隱藏算法

１．１圖片隱藏信息的算法

在圖片中應用的信息隱藏技術基本上可分為

兩大類：時域法和頻域法．

時域法是直接改變圖片元素的值，一般是在圖片的亮度或色帶中加入隱藏的內容．這種方法比較有代表性的是比特位（ｔｈｅＬｅａｓｔＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉｔｓ，簡稱ＬＳＢ）方法，該方法也是最早被應用的信息隱藏方法．遮掩消息的ＬＳＢ直接被待隱信息的比特位或兩者之間經(jīng)過某種邏輯運算的結果所代替．ＬＳＢ算法的主要優(yōu)點是可以實現(xiàn)高容量和較好的不可見性．但是該算法容易被第三方發(fā)現(xiàn)和得到，遭到破壞，對圖片的各種操作如壓縮、剪切等，都會使算法的可靠性受到影響．

頻域法是利用某種數(shù)學變幻，將圖片用頻域表示，通過更改圖片的某些頻域系數(shù)加入待隱信息，然后再利用反變換來生成隱藏有其他信息的圖片．各種不同的數(shù)學變換都可以被使用，目前已有的方法主要集中在小波變換、頻率變換、ＤＣＴ（低頻分科）變換等．Ｐｏｄｉｌｃｈｕｋ和Ｚｅｎｇ利用Ａ．Ｂ．Ｗａｔｏｎ提出的基手８×８子塊的ＤＣＴ變換視覺模型，提出了圖片內容自適應的嵌入方法．該方法利用圖像對視覺的三個遮掩效應：頻率遮掩

（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍａｓｋｉｎｇ）、亮度遮掩（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅｍａｓｋｉｎｇ）和對比度遮掩（Ｃｏｎｔｒａｓｔｍａｓｋｉｎｇ），計

算出每一個子塊的ＤＣＴ系數(shù)可以改變的量（Ｊｕｓｔｎｏｔｉｃｅａｂｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ），并以其作為可以嵌入信號的強度上限，保證了嵌入的不可見性．１．２信息隱藏的加密法

收疆日期：２００７－０６－０６?２０?

萬

方數(shù)據(jù)［文章編號］１００３－－６１８０（２００８）０１－－００２０－－０２

（１）Ｅ１Ｇａｍａｌ加密算法。ＥＩＧａｍａｌ算法能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名，其安全性依賴于計算有限域上離散對數(shù)這一難題．

密鑰對的產(chǎn)生辦法．首先選擇一個素數(shù)ｐ，兩個隨機數(shù)ｇ和Ｘ，ｇ，ｘ＜Ｐ，計算ｙ＝ｇ“ｘ（ｒｏｏｄＰ），則其公鑰為Ｙ，ｇ和Ｐ，私鑰是ｘ．ｇ和Ｐ可由一組用戶共享．ＥＩＧａｍａｌ用于數(shù)字簽名．被簽信息為Ｍ，首先選擇一個隨機數(shù)ｋ，ｋ與Ｐ一１互質，計算

ａ＝ｇ“ｋ（ｍｏｄｐ）

再用擴展Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ算法對下面方程求解ｂ：Ｍ—ｘａ＋ｋｂ（ｒｏｏｄＰ一１）

簽名就是（ａ，ｂ）．隨機數(shù)ｋ須丟棄．驗證時要驗證下式：

Ｙ“ａ＊ａ“ｂ（ｍｏｄｐ）＝ｇ＾Ｍ（ｒｏｏｄＰ）

同時一定要檢驗是否滿足１＜一ａ＜ｐ．否則簽名容易偽造．Ｅ１Ｇａｍａｌ用于加密．被加密信息為Ｍ，首先選擇一個隨機數(shù)ｋ，ｋ與Ｐ一１互質，計算

ａ—ｇ“ｋ（ｒｏｏｄｐ）ｂ＝Ｙ“ｋＭ（ｍｏｄＰ）

（ａ，ｂ）為密文，是明文的兩倍長．解密時計算Ｍ—ｂ／ａ“ｘ（ｒｏｏｄＰ）

ＥＩＧａｍａｌ簽名的安全性依賴于乘法群（ＩＦｐ）。上的離散對數(shù)計算．素數(shù)Ｐ必須足夠大，且Ｐ—ｌ至少包含一個大素數(shù)因子以抵抗Ｐｏｈｌｉｇ＆Ｈｅｌｌｍａｎ算法的攻擊．Ｍ一般都應采用信息的ＨＡＳＨ值（如ＳＨＡ算法）．ＥｌＧａｍａｌ的安全性主要依賴于Ｐ和ｇ，若選取不當則簽名容易偽造，應保證ｇ對于Ｐ一１的大素數(shù)因子不可約．

（２）ＲＳＡ加密算法．ＲＳＡ的安全性依賴于大數(shù)分解．公鑰和私鑰都是兩個大素數(shù)（大于１００個十進制位）的函數(shù)．據(jù)猜測，從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同于分解兩個大素數(shù)的積．

密鑰對的產(chǎn)生．選擇兩個大素數(shù)，Ｐ和ｑ．計算：ｎ＝Ｐ＊ｑ，然后隨機選擇加密密鑰ｅ，要求ｅ和（Ｐ－１）＊（ｑ－－Ｉ）互質．最后，利用Ｅｕｃｌｉｄ算法計算解密密鑰ｄ，滿足ｅ＊ｄ＝ｌ（ｍｏｄ（ｐ－－１）＊（ｑ－－１））

２００８年第１期

牡丹拉師蕪學兜學報（白然科季版）

Ｎｏ．１，２００８（怠第６２期）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｕｄａｎｊｈｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ＴｏｔａｌＮｏ６２

其中ｎ和ｄ也要互質．數(shù)ｅ和ｎ是公鑰，ｄ是格式的文件，函數(shù)名ＧｅｔＩｎｆｏ為讀出載體里的隱藏私鑰．兩個素數(shù)Ｐ和ｑ不再需要，應該丟棄，不要信息．ｍ＿ｉｎｆｏ＿ｌｅｎ為雙字類型，ｍ＿ｂｍｐ＿ｈｅａｄｅｒ為圖讓任何人知道．

片頭文件類型．ｍ＿ｆｉｌｅｎａｍｅ，ｍ＿ｏｕｔｎａｍｅ為字符串類加密信息ｍ（二進制表示）時，首先把ｍ分成

型，ｎ咀＿ｆｐ為文件的指針類型．

等長數(shù)據(jù)塊ｍｌ，ｍ２…．，ｍｉ，塊長ｓ，其中Ｚ／ｓ

（２）定義函數(shù)．具體實現(xiàn)Ｗｒｉｔｅｌｎｆｏ函數(shù)功＜＝ｎ，ｓ盡可能的大．對應的密文是：

能，初始化變量ｐｉｎｆ—ｕｎｉｔ為共用體ＩＮＦＯＵＮＩＴｅｉ＝ｍｉ／ｅ（ｒｏｏｄｎ）（ａ）

類型，把要隱藏信息字符的長度存人變量ｍ—ｉｎｆｏ解密時作如下計算：

—ｌｅｎ，定義一個整型變量ｉｃｏｕｎｔ＝０，用于記數(shù)，把ｍｉ—ｅｉ／ｄ（ｒｏｏｄｎ）（ｂ）

要隱藏信息字符輸入到共用體變量ｐｒｉｎｆ—ｕｎｉｔ．ＲＳＡ可用于數(shù)字簽名，方案是用（ａ）式簽ｖａｌ里，如果輸入的字符占用的字節(jié)數(shù)大于圖片占名，（ｂ）式驗證．具體操作時考慮到安全性和ｍ用字節(jié)數(shù)，則輸出“Ｃａｎ’ｔｗｒｉｔｅ！”．定義了一個信息量較大等因素，一般是先作ＨＡＳＨ運算．

ＩＮＦＯＵＮｌＴ共用體類型變量ｕｔｍｐ，又定義一個ＲＳＡ的安全性依賴于大數(shù)分解，但是否等同雙字類型變量ｌｐｏｓ，并初始化．實現(xiàn)替換算法，輸于大數(shù)分解一直未能得到理論上的證明，因此，模入的隱藏信息是字符類型，一個字符有八位二進數(shù)ｎ必須選大一些，因具體適用情況而定．

制位組成，ＢＭＰ格式的文件也是由二進制機器數(shù)（３）ＤＳＳ／ＤＳＡ加密算法．ＤＳＡ是基于整數(shù)有組成的，所以可以用每一個ＢＭＰ格式文件里一限域離散對數(shù)難題的，其安全性與ＲＳＡ相比差不個字符的'最后一位ｉＯ存放輸入字符的一位，每八多．ＤＳＡ的一個重要特點是兩個素數(shù)公開，這樣，位為一次循環(huán)．這樣，輸入的字符就被替換到當使用別人的Ｐ和ｑ時，即使不知道私鑰，也能確ＢＭＰ格式文件里．

認它們是否是隨機產(chǎn)生的，還是作了手腳．ＲＳＡ（３）寫信息按鈕．定義兩個字符串類型ｒｅａｄ—算法卻作不到．

ｎａｍｅ和ｗｒｉｔｅ＿ｎａｍｅ，ｆｉｌｅ—ｄｌｇ和ｆｉｌｉ—ｄ１９２基于對２軟件實現(xiàn)過程

話框文件的類ＣｆｉｌｅＤｉａｌｏｇ的兩個變量，ｆｉｌｅ—ｄｌｇ是定義打開的文件類型為＊．ｂｍｐ．ｒｅａｄ—ｎａｍｅ賦２．１軟件的界面

值為打開文件的全路徑．Ｆｉｌｅ—ｄ１９２定義生成文件界面是一個基本對話框，利用構件欄在基本的類型也為＊．ｂｍｐ．ｗｒｉｔｅ—ｎａｍｅ賦值為保存文對話框上添置五個按鈕，兩個文本框．五個按鈕分件的全路徑，利用庫函數(shù)ＡｆｘＭｅｓｓａｇｅＢｏｘ在屏幕顯示，ＵｐｄａｔｅＤａｔａ設為ＴＲＵＥ把實參的值傳過別為寫信息，讀信息，加密幫助，解密幫助，關閉按鈕．右上方的文本框用于輸入要隱藏的信息，右下來．如果沒有輸入任何字符，則顯示“ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａ－ｔｉｏｎｉｓｎ’ｔ

方的文本框用于顯示還原隱藏的信息．ｅｍｐｔｙ！”調用ＳｅｔＦｉｌｅＮａｍｅ函數(shù)，然后

調用Ｗｒｉｔｅ＿Ｉｎｆｏ函數(shù)，參數(shù)為構件Ｅｄｉｔｌ變量ｍ．２．２實現(xiàn)隱藏信息的算法

ｐｕｔ內的字符信息．

定義變量：定義兩個結構體和兩個共用體．第（４）讀信息按鈕．定義ｆｉｌｅ—ｎａｍｅ為字符串類一個，結構體變量名為ＩＩ，包括八個無符號類型的型，ｆｉｌｅ—ｄＩｇ為基于對話框的類ＣｆｉｌｅＤｉａｌｏｇ的變字節(jié)變量ｉ０，ｉｌ，ｉ２，ｉ３，ｉ４，ｉ５，ｉ６，ｉ７．第二個結構體量，ｆｉｌｅ＿ｎａｍｅ賦值為打開文件的全路徑．定義ｃｓ變量名為ＣＨＡＲ２，包括兩個字符類型ｖａｌｌ和為字符串類型，調用ＳｅｔＦｉｌｅＮａｍｅ函數(shù)，參數(shù)為ｖａｌ２．第一個共用體ＩＮＦＯＵＮＩＴ包括一個字符型ｆｉｌｅ＿ｎａｍｅ，調用Ｇｅｔｌｎｆｏ函數(shù)，形參為ｅ８．最后變量ｖａｌ，一個ＩＩ結構體變量ｂｖａｌ．第二個共用體ＵｐｄａｔｅＤａｔｅ設為ＦＡＬＳＥ返回實參的值．

ＷＯＲＤＣＨＡＲ包括一個字類型變量為ｄｖａｌ，一個密碼的不可破譯度是靠不斷增加密鑰的長度ＣＨＡＲ２結構體變量ｃｖａｌ２．

來提高的，然而隨著計算機計算能力的迅速增長，（１）定義類名為ＣｂｍｐＩｒｄｏ．ｐｍｔｅｃｔｅｄ（保護數(shù)密碼的安全度始終面臨著新的挑戰(zhàn)．令人欣喜的據(jù)和成員函數(shù)）定義變量，ｗｃｌ＇Ⅲ為ＷＯＲＤＣＨＡＲ’是，信息隱藏技術的出現(xiàn)和發(fā)展，為信息安全的研

公用體，ｐｉｎｆ＿ｕｎｉｔ為共用體ＩＮＦＯＵＮＩＴ的指針類究和應用拓展了一個新的領域．近年來各國政府型，定義函數(shù)名ＷｒｉｔｅＩｒｄｏ為把信息隱藏到載體里，對密碼的使用場合及密碼強度都做了嚴格的限函數(shù)名ＳｅｔＦｉｌｅＮａｍｅ為打開文件，瀏覽找到ＢＭＰ

制，使信息的安全性得到了進一步保障－

參考文獻

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［５］楊義先．信息隱藏技術一隱寫術與數(shù)字水印［Ｊ］．中國科學，２００４（Ａ５）。４５５．

編輯：文心

?２１?

萬

方數(shù)據(jù)

利用圖片作為載體實現(xiàn)信息隱藏