利用图片作为载体实现信息隐藏

时间：2021-11-04 19:11:25 资料我要投稿

利用图片作为载体实现信息隐藏

２００８年第１期

（恙第６２期）

牡丹江师范学院学报（自然科学版）

ＪｏｕｍａｌｏｆＭｕｄａｎｊｉａｎｇＮｏｒｍａＩＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｎｏ．１，２００８ＴｏｔａｌＮｏ

６２

利用图片作为载体实现信息隐藏

张

弛

（牡丹江出人境检验检疫局．黑龙江牡丹江

摘要：采用ｖｉｓｕａｌｃ＋＋６．０作为客户端应用程序的开发工兵，利用其集成开发的环境实现对需要保密信

息的隐藏．

关键词：信息隐藏Ｉｖｉｓｕａｌｃ＋＋６．０；开发工具［中图分类法］ＴＰ３９２

［文献标识码］Ａ

信息隐藏技术是当今国际上一个十分活跃的研究领域，其载体可以是文字、图片、语音或视频等不同格式的文件，使用的方法没有本质区别．信息隐藏技术包括隐写术和数字水印技术．本论文中实现信息隐藏软件是利用图片作为载体．１

信息隐藏算法

１．１图片隐藏信息的算法

在图片中应用的信息隐藏技术基本上可分为

两大类：时域法和频域法．

时域法是直接改变图片元素的值，一般是在图片的亮度或色带中加入隐藏的内容．这种方法比较有代表性的是比特位（ｔｈｅＬｅａｓｔＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉｔｓ，简称ＬＳＢ）方法，该方法也是最早被应用的信息隐藏方法．遮掩消息的ＬＳＢ直接被待隐信息的比特位或两者之间经过某种逻辑运算的结果所代替．ＬＳＢ算法的主要优点是可以实现高容量和较好的不可见性．但是该算法容易被第三方发现和得到，遭到破坏，对图片的各种操作如压缩、剪切等，都会使算法的可靠性受到影响．

频域法是利用某种数学变幻，将图片用频域表示，通过更改图片的某些频域系数加入待隐信息，然后再利用反变换来生成隐藏有其他信息的图片．各种不同的数学变换都可以被使用，目前已有的方法主要集中在小波变换、频率变换、ＤＣＴ（低频分科）变换等．Ｐｏｄｉｌｃｈｕｋ和Ｚｅｎｇ利用Ａ．Ｂ．Ｗａｔｏｎ提出的基手８×８子块的ＤＣＴ变换视觉模型，提出了图片内容自适应的嵌入方法．该方法利用图像对视觉的三个遮掩效应：频率遮掩

（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍａｓｋｉｎｇ）、亮度遮掩（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅｍａｓｋｉｎｇ）和对比度遮掩（Ｃｏｎｔｒａｓｔｍａｓｋｉｎｇ），计

算出每一个子块的ＤＣＴ系数可以改变的量（Ｊｕｓｔｎｏｔｉｃｅａｂｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ），并以其作为可以嵌入信号的强度上限，保证了嵌入的不可见性．１．２信息隐藏的加密法

收疆日期：２００７－０６－０６?２０?

万

方数据［文章编号］１００３－－６１８０（２００８）０１－－００２０－－０２

（１）Ｅ１Ｇａｍａｌ加密算法。ＥＩＧａｍａｌ算法能用于数据加密也能用于数字签名，其安全性依赖于计算有限域上离散对数这一难题．

密钥对的产生办法．首先选择一个素数ｐ，两个随机数ｇ和Ｘ，ｇ，ｘ＜Ｐ，计算ｙ＝ｇ“ｘ（ｒｏｏｄＰ），则其公钥为Ｙ，ｇ和Ｐ，私钥是ｘ．ｇ和Ｐ可由一组用户共享．ＥＩＧａｍａｌ用于数字签名．被签信息为Ｍ，首先选择一个随机数ｋ，ｋ与Ｐ一１互质，计算

ａ＝ｇ“ｋ（ｍｏｄｐ）

再用扩展Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ算法对下面方程求解ｂ：Ｍ—ｘａ＋ｋｂ（ｒｏｏｄＰ一１）

签名就是（ａ，ｂ）．随机数ｋ须丢弃．验证时要验证下式：

Ｙ“ａ＊ａ“ｂ（ｍｏｄｐ）＝ｇ＾Ｍ（ｒｏｏｄＰ）

同时一定要检验是否满足１＜一ａ＜ｐ．否则签名容易伪造．Ｅ１Ｇａｍａｌ用于加密．被加密信息为Ｍ，首先选择一个随机数ｋ，ｋ与Ｐ一１互质，计算

ａ—ｇ“ｋ（ｒｏｏｄｐ）ｂ＝Ｙ“ｋＭ（ｍｏｄＰ）

（ａ，ｂ）为密文，是明文的两倍长．解密时计算Ｍ—ｂ／ａ“ｘ（ｒｏｏｄＰ）

ＥＩＧａｍａｌ签名的安全性依赖于乘法群（ＩＦｐ）。上的离散对数计算．素数Ｐ必须足够大，且Ｐ—ｌ至少包含一个大素数因子以抵抗Ｐｏｈｌｉｇ＆Ｈｅｌｌｍａｎ算法的攻击．Ｍ一般都应采用信息的ＨＡＳＨ值（如ＳＨＡ算法）．ＥｌＧａｍａｌ的安全性主要依赖于Ｐ和ｇ，若选取不当则签名容易伪造，应保证ｇ对于Ｐ一１的大素数因子不可约．

（２）ＲＳＡ加密算法．ＲＳＡ的安全性依赖于大数分解．公钥和私钥都是两个大素数（大于１００个十进制位）的函数．据猜测，从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积．

密钥对的产生．选择两个大素数，Ｐ和ｑ．计算：ｎ＝Ｐ＊ｑ，然后随机选择加密密钥ｅ，要求ｅ和（Ｐ－１）＊（ｑ－－Ｉ）互质．最后，利用Ｅｕｃｌｉｄ算法计算解密密钥ｄ，满足ｅ＊ｄ＝ｌ（ｍｏｄ（ｐ－－１）＊（ｑ－－１））

２００８年第１期

牡丹拉师芜学兜学报（白然科季版）

Ｎｏ．１，２００８（怠第６２期）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｕｄａｎｊｈｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ＴｏｔａｌＮｏ６２

其中ｎ和ｄ也要互质．数ｅ和ｎ是公钥，ｄ是格式的文件，函数名ＧｅｔＩｎｆｏ为读出载体里的隐藏私钥．两个素数Ｐ和ｑ不再需要，应该丢弃，不要信息．ｍ＿ｉｎｆｏ＿ｌｅｎ为双字类型，ｍ＿ｂｍｐ＿ｈｅａｄｅｒ为图让任何人知道．

片头文件类型．ｍ＿ｆｉｌｅｎａｍｅ，ｍ＿ｏｕｔｎａｍｅ为字符串类加密信息ｍ（二进制表示）时，首先把ｍ分成

型，ｎ咀＿ｆｐ为文件的指针类型．

等长数据块ｍｌ，ｍ２…．，ｍｉ，块长ｓ，其中Ｚ／ｓ

（２）定义函数．具体实现Ｗｒｉｔｅｌｎｆｏ函数功＜＝ｎ，ｓ尽可能的大．对应的密文是：

能，初始化变量ｐｉｎｆ—ｕｎｉｔ为共用体ＩＮＦＯＵＮＩＴｅｉ＝ｍｉ／ｅ（ｒｏｏｄｎ）（ａ）

类型，把要隐藏信息字符的长度存人变量ｍ—ｉｎｆｏ解密时作如下计算：

—ｌｅｎ，定义一个整型变量ｉｃｏｕｎｔ＝０，用于记数，把ｍｉ—ｅｉ／ｄ（ｒｏｏｄｎ）（ｂ）

要隐藏信息字符输入到共用体变量ｐｒｉｎｆ—ｕｎｉｔ．ＲＳＡ可用于数字签名，方案是用（ａ）式签ｖａｌ里，如果输入的字符占用的字节数大于图片占名，（ｂ）式验证．具体操作时考虑到安全性和ｍ用字节数，则输出“Ｃａｎ’ｔｗｒｉｔｅ！”．定义了一个信息量较大等因素，一般是先作ＨＡＳＨ运算．

ＩＮＦＯＵＮｌＴ共用体类型变量ｕｔｍｐ，又定义一个ＲＳＡ的安全性依赖于大数分解，但是否等同双字类型变量ｌｐｏｓ，并初始化．实现替换算法，输于大数分解一直未能得到理论上的证明，因此，模入的隐藏信息是字符类型，一个字符有八位二进数ｎ必须选大一些，因具体适用情况而定．

制位组成，ＢＭＰ格式的文件也是由二进制机器数（３）ＤＳＳ／ＤＳＡ加密算法．ＤＳＡ是基于整数有组成的，所以可以用每一个ＢＭＰ格式文件里一限域离散对数难题的，其安全性与ＲＳＡ相比差不个字符的'最后一位ｉＯ存放输入字符的一位，每八多．ＤＳＡ的一个重要特点是两个素数公开，这样，位为一次循环．这样，输入的字符就被替换到当使用别人的Ｐ和ｑ时，即使不知道私钥，也能确ＢＭＰ格式文件里．

认它们是否是随机产生的，还是作了手脚．ＲＳＡ（３）写信息按钮．定义两个字符串类型ｒｅａｄ—算法却作不到．

ｎａｍｅ和ｗｒｉｔｅ＿ｎａｍｅ，ｆｉｌｅ—ｄｌｇ和ｆｉｌｉ—ｄ１９２基于对２软件实现过程

话框文件的类ＣｆｉｌｅＤｉａｌｏｇ的两个变量，ｆｉｌｅ—ｄｌｇ是定义打开的文件类型为＊．ｂｍｐ．ｒｅａｄ—ｎａｍｅ赋２．１软件的界面

值为打开文件的全路径．Ｆｉｌｅ—ｄ１９２定义生成文件界面是一个基本对话框，利用构件栏在基本的类型也为＊．ｂｍｐ．ｗｒｉｔｅ—ｎａｍｅ赋值为保存文对话框上添置五个按钮，两个文本框．五个按钮分件的全路径，利用库函数ＡｆｘＭｅｓｓａｇｅＢｏｘ在屏幕显示，ＵｐｄａｔｅＤａｔａ设为ＴＲＵＥ把实参的值传过别为写信息，读信息，加密帮助，解密帮助，关闭按钮．右上方的文本框用于输入要隐藏的信息，右下来．如果没有输入任何字符，则显示“ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａ－ｔｉｏｎｉｓｎ’ｔ

方的文本框用于显示还原隐藏的信息．ｅｍｐｔｙ！”调用ＳｅｔＦｉｌｅＮａｍｅ函数，然后

调用Ｗｒｉｔｅ＿Ｉｎｆｏ函数，参数为构件Ｅｄｉｔｌ变量ｍ．２．２实现隐藏信息的算法

ｐｕｔ内的字符信息．

定义变量：定义两个结构体和两个共用体．第（４）读信息按钮．定义ｆｉｌｅ—ｎａｍｅ为字符串类一个，结构体变量名为ＩＩ，包括八个无符号类型的型，ｆｉｌｅ—ｄＩｇ为基于对话框的类ＣｆｉｌｅＤｉａｌｏｇ的变字节变量ｉ０，ｉｌ，ｉ２，ｉ３，ｉ４，ｉ５，ｉ６，ｉ７．第二个结构体量，ｆｉｌｅ＿ｎａｍｅ赋值为打开文件的全路径．定义ｃｓ变量名为ＣＨＡＲ２，包括两个字符类型ｖａｌｌ和为字符串类型，调用ＳｅｔＦｉｌｅＮａｍｅ函数，参数为ｖａｌ２．第一个共用体ＩＮＦＯＵＮＩＴ包括一个字符型ｆｉｌｅ＿ｎａｍｅ，调用Ｇｅｔｌｎｆｏ函数，形参为ｅ８．最后变量ｖａｌ，一个ＩＩ结构体变量ｂｖａｌ．第二个共用体ＵｐｄａｔｅＤａｔｅ设为ＦＡＬＳＥ返回实参的值．

ＷＯＲＤＣＨＡＲ包括一个字类型变量为ｄｖａｌ，一个密码的不可破译度是靠不断增加密钥的长度ＣＨＡＲ２结构体变量ｃｖａｌ２．

来提高的，然而随着计算机计算能力的迅速增长，（１）定义类名为ＣｂｍｐＩｒｄｏ．ｐｍｔｅｃｔｅｄ（保护数密码的安全度始终面临着新的挑战．令人欣喜的据和成员函数）定义变量，ｗｃｌ＇Ⅲ为ＷＯＲＤＣＨＡＲ’是，信息隐藏技术的出现和发展，为信息安全的研

公用体，ｐｉｎｆ＿ｕｎｉｔ为共用体ＩＮＦＯＵＮＩＴ的指针类究和应用拓展了一个新的领域．近年来各国政府型，定义函数名ＷｒｉｔｅＩｒｄｏ为把信息隐藏到载体里，对密码的使用场合及密码强度都做了严格的限函数名ＳｅｔＦｉｌｅＮａｍｅ为打开文件，浏览找到ＢＭＰ

制，使信息的安全性得到了进一步保障－

参考文献

［１３赖茂生．计算机情报检索［Ｍ］．北京，北京大学出版社，１９９４，３０１．

［２］陈永剑．ＬａｒｓＫｌａｎｄｅｒ挑战黑客一网络安全的最终解决方案［Ｍ］．北京ｔ电子Ｔ业出版社，２０００，３４０．［３］季梁．效字图片处理［Ｍ］．北京ｔ清华大学出版社?１９９８；５５０．

［４］林福宗．图片文件格式——ｗＩＮＤ０ｗｓ编程［Ｍ］。上册．北京；清华大学出版社。１９９６。３９６．

［５］杨义先．信息隐藏技术一隐写术与数字水印［Ｊ］．中国科学，２００４（Ａ５）。４５５．

编辑：文心

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