图片文件中的信息隐藏和还原的设计

摘    要

随着信息技术、网络技术、电子商务的迅速发展,网络信息安全将全方位地危及社会的经济、政治和文化等方面。随着计算机硬件的迅速发展，具有并行计算能力的破解技术日益成熟。仅通过增加加密算法的密钥长度来达到增强安全性已不再是唯一的可行方法。但对信息隐藏而言，可能的监测者或非法拦截者则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息。

本论文将密码编码学和信息隐藏技术相结合，并通过人眼的视觉冗余来实现对24位位图图片文件的信息隐藏和还原。本系统是基于Windows XP环境下，通过Visual C＋＋6.0开发的。经测试结果表明：通过该最低有效位（LSB）算法，能够实现在一副比如（40×40，4.74KB）的24位位图中隐藏600个字节的信息，并且，图片隐藏信息的能力与它自身的大小成正比。而通信双方只能在输入正确密钥的情况下才能从载体图片中提取出正确的秘密信息；否则得到的将是一堆乱码。从而表明，将密码编码学和信息隐藏相结合使得秘密信息的通信得到了更高的安全的保障。

关键词：信息安全；加密算法；信息隐藏；感觉冗余；最低有效位（LSB）

目  录

1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 信息隐藏技术在国内外的发展及现状 1
1.3 本课题研究的意义 2
1.4 本课题的研究方法 2
2 BMP位图格式简介 3
2.1 BMP简介 3
2.2 BMP文件结构 3
2.2.1 BMP文件组成 3
2.2.2 BMP文件头 3
2.2.3 位图信息头 4
2.2.4 位图数据 4
3 DES算法简介 5
3.1 DES算法流程图 5
3.2 DES解密 6
4 信息隐藏 6
4.1 信息隐藏简介 6
4.2 信息隐藏特点 6
4.3 信息隐藏技术组成 7
4.4 早期的彩色图像信息隐藏方法 8
4.5 LSB算法简介 8
4.6 算法实现思想 8
4.7 主要算法流程图及代码 9
4.7.1 嵌入算法流程 9
4.7.2 提取算法流程 10
5 系统测试 12
5.1 运行结果 12
5.2 测试信息隐藏 12
5.3 测试信息还原 14
结    论 16
参考文献 17
致    谢 18
声    明 19

1.2 信息隐藏技术在国内外的发展及现状

在现实生活中,人们对于信息的保密性往往是求助于密码术,而计算机技术的发展使得密码破译能力越来越强,这迫使人们对加密算法的强度提出越来越高的要求。由于密码术是利用随机性来对抗密码攻击的,而密文的随机性同时也暴露了消息的重要性,即使密码的强度足以使得攻击者无法破解出明文,但攻击者有足够的手段对其进行破坏,从而使得消息无法被接收。密文容易引起攻击者的注意是密码术的一个显著弱点。因此,对于某些应用来说,仅仅对信息的内容加以保密是不够的,信息隐藏是一种对信息的存在本身或信息的存在位置进行保密的保密方式。

信息隐藏应用的广泛性已经引起了国内外信息隐藏研究的热潮。在有关密码学和信息安全的国际会议和刊物上也经常可以见到相关的论文和报告。1996年在英国剑桥召开了信息隐藏领域的第一次学术研讨会,这标志者信息隐藏作为一个新的科学学科的诞生。1998年和1999年在美国的波特兰和德国的德雷斯顿分别召开了第二届和第三届信息隐藏国际研讨会。第四届信息隐藏国际研讨会2001年4月在美国的匹兹堡举行。第五届和第六届信息隐藏国际研讨会分别在荷兰和加拿大举行。此外,一些信息安全,密码学和信息处理领域的国际会议上也都有关于信息隐藏技术的专题或文章。这些专题研讨会的召开，极大的促进了各研究团体在这一领域内的交流与合作,也吸引了越来越多的人投身信息隐藏技术的研究。

国内在信息隐藏方面的研究起步稍晚,但也引起了信息安全领域研究人员的普遍关注,并于1999年12月召开了第一届信息隐藏学术研讨会,会议决定研讨会每年召开一次,以促进国内信息隐藏技术的研究工作。第二届信息隐藏学术研讨会2000年6月在北京召开,会议发表了论文集。第三届信息隐藏学术研讨会2001年9月在西安举行。第四届信息隐藏全国学术研讨会2002年8月在大连举行。第五届信息隐藏学术研讨会降于2004年11月在广州举行。

信息隐藏是近年来引起众多研究团体和个人普遍关注的一个交叉性的研究领域。它的研究范围和应用范围都非常广泛,国内外的研究人员已经组织了一些信息隐藏研究的学术研讨会和邮件列表,这些都促进了信息隐藏领域研究的进一步开展。