隐藏技术论文范文

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信息隐藏的主要目的是让信息透明，将信息嵌入一定的载体中，使得信息无法被第三方识别，就像消失了一样，可以保证信息的安全性。但是信息隐藏技术不但能够将信息隐藏于无形中，还要能将信息恢复，并且恢复后的信息要与隐藏前一致，没有发生任何损失或破坏，保证其信息隐藏前后的完整性。

2、信息隐藏技术的防御攻击性

信息隐藏技术防御攻击的能力一定要很高，因为，网络通信中，信息技术会经常受到有意或无意的攻击，比如删除、非法攻击或篡改等，都会对隐藏的信息造成损害，因此，信息隐藏技术必须具备高的防御能力。此外，网络通信中经常出现信号处理，如调制、有损压缩、滤波等，也会对隐藏的信息造成破坏，所以，为了保障信息的安全，信息隐藏技术一定要拥有更强大的防御攻击的能力。

3、信息隐藏技术的嵌入量大

信息隐藏的目的是为了无法被其他人或电脑发现，为了提高信息隐藏的技术，要将需要隐藏的信息放入一个相对数据量大的载体中，因此，信息隐藏要选择一个信息量大的数据中。此外，还要满足隐藏算法所需要的空间，从而保证信息隐藏的无法识别，保证信息的安全。

4、信息隐藏技术的自我恢复

信息隐藏后一旦需要提取，要能够不需要原始载体信号，便可以从载体中将隐藏的信号提取出来，保证信息的完整。另外，将隐藏的信息提取出来后，要保证信息经过一系列的提取过程后，仍能保证信息的完好无损，有效保证信息的安全性。因此，信息隐藏技术必须要有高度的自我恢复能力。

二、网络通信中信息隐藏的技术途径

1、信息隐藏于音频信号中

将信息隐藏于音频信号中，是将嵌入信息所采用的域为依据，可将语音信息隐藏划分为时域音频隐藏、频域音频隐藏、离散余弦变换域音频隐藏三种。时域音频隐藏技术就是将音频信号的频率、幅度或结果进行处理，然后将其隐藏于音频信号中，是一种简单的隐藏技术。频域音频隐藏技术是将要隐藏的音频文件根据频域的区域进行处理，将需要隐藏的信息以伪噪声的方式嵌于音频信号中，从而达到隐藏的目的，并且很难被识别和发现。离散余弦变化域音频隐藏技术是需要隐藏的信息变换格式，再将变换后的信息嵌于音频信号中，起到深度隐藏的目的。此外，随着网络技术的发展和不断创新，音频信号隐藏还包括小波域隐藏技术和压缩域隐藏技术，效果都很好。

2、信息隐藏于图像信号中

信息隐藏于图像信号中主要有两种方式，一是空间域隐藏技术，就是利用空间替换法，将需要隐藏的信息替换到载体中，并且嵌入不重要的位置，例如将秘密信息嵌入像素点最低的有效位，实现信息的替换，从而保证信息的安全性；二是变换域隐藏技术，就是将需要隐藏的信息转换到变换域范围，变换域是一直在变动的，因此，秘密信息进入变换域后悔进行反复变换，从而使得信息隐匿其中，很难被发现。变换域隐藏技术相比于空间域隐藏技术拥有更好的隐藏效果，并且安全性高、防御攻击力强、自我恢复好，更适合信息的隐藏。

3、信息隐藏于文本信号中

信息隐藏于文本信息中，主要是将信息拆分为极其细碎的结构，然后将每个小部分分别隐藏于文本信息中，从而起到信息隐藏的目的。但是，文本信号需要庞大的数据量才能实现更好的信息隐藏，因此，在实际的应用中，应用率很低。此外，在网络通信中，音频信号隐藏技术和图像信号隐藏技术的隐蔽性远远好于文本信号，所以，文本信号隐藏信息的使用率低；同时，也由于文本信号的防御能力差、自我修复力也差，使得文本信号隐藏信息的安全性降低，不利于信息的隐藏。

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2012)36-8679-02

随着计算机应用的普及，高校正在逐步实现作业的电子化和网络化。这种作业形式的改革有效减少了教育资源的浪费，减轻了教师的工作任务，提高了学生获得作业批阅结果的效率，教与学得到了互动。应该说作业的电子化是高校教学改革的一种必然趋势，但随之而来的是电子作业抄袭现象严重。学生抄袭作业时，少则部分复制他人文档，调整文档顺序，内容稍做修改;多则大部分甚至全盘拷贝他人文档。学生对于电子作业的抄袭轻松快捷又不易被识别，这就成为作业改革受到严重困扰的主要因素。

在电子作业的反抄袭检查工作上，教师的手工操作既耗时又费力，尤以高校学生人数众多，涉及的教师面而变得局限性很大。那么，建立一种快速、准确、高校的电子作业反抄袭检查模型若能够有效遏制了学生间电子作业相互拷贝，具有十分现实的意义。目的在于能够极大地提高教学的质量和效率，并有力的促进高校的教育改革。在应用领域抄袭检测算法已成为当前研究的热点话题，尤其是在学术论文的剽窃比对上。而我们能够在平时的教学工作中有效地抵制电子作业的抄袭现象，既能真实反映教学效果又能提高学生自主学习的意识和能力。这不仅是对于教学工作的促进更是培养人教育人的有效途径。

1 抄袭检查技术

计算机技术的发展和网络普遍应用，在无意间方便了很多人进行文章抄袭。其实电子作业抄袭现象是国内外的大学广泛存在的现象，为了有力遏制学生的这种不诚信的行为,国外早在20世纪90年代就开始了相应研究。由于西方语系的特点英语是以空格作为单词间隔,因此英语的抄袭检查方法是通过比较关键词来判断相似性的，效率很高。而中文与外文间存在着巨大的差异性, 强调词法与句法,因此关键词比对较不适用于中文。

目前中文的抄袭检查方法主要有基于字符串的匹配、基于统计的中文分词、文档指纹、句子相似度等。

2 电子作业反抄袭检查的实现

该文主要采用两种方法以实现电子作业的反抄袭检查：数字指纹技术和信息隐藏技术。首先吸取了文数字指纹技术的优势并对于指纹技术的算法（Hash函数）做出改进提出一种基于局部词频的指纹算法。其次很多高校特有应用的实验实习电子作业，此时内容都较为相似，所以该文又增加了基于信息隐藏技术的作业反抄袭检查方法，以对于这类电子作业进行有效的比对。

2.1基于局部词频的指纹技术

文档数字指纹技术是依据生成的待比较的文档指纹，通过在样本库中做对比进行抄袭检测。当相匹配指纹数目超过一定值时，可认定存在抄袭行为。为使其具有推广力，一般会引入松弛因子以提高检测的准确性。指纹生成算法是文档数字指纹技术的关键，一般利用 Hash 函数对文档中的特征标记进行计算，获得整数值。一般需要计算函数。

在高校的电子作业中很多都仅是对作业的句子的长度或词语的先后次序作了调整，内容的变化是较小的，用这种方法就会过度精确，用于检查电子作业效率很低。所以该文对这种算法做出一定改进，提出一种基于词频统计的指纹技术。局部词频统计技术借助于向量空间模型来实现。这种向量空间模型是由句子为单位构成的，并对句子进行关键词提取，并对关键词重新排序构建，根据编码与词频共同获取句子的指纹。依据句子的指纹获取文本相似度，具体的算法描述

2.2信息隐藏技术

在高校学生作业有一些是比较特殊的，例如在机房中完成的实验实习类报告，这类作业的特点是内容大致是相同的。可以在作业的源头采用一些基于信息隐藏的嵌入水印算法。在对作业进行片段拷贝时就在源头嵌入水印，能有效的防止拷贝抄袭的现象发生。这样即使电子作业的内容完全相同也能有效的检查到。不能轻易被破坏。这类作业防抄袭检查的水印嵌入既要求字符格式改变不易被擦觉也要兼顾有较大的信息嵌入量，不需太多的字符就能嵌入进机房的机器号及上机完成作业的时间。

由于人眼的视细胞对颜色敏感度的理论指出人眼对绿色最敏感，其次是红色，而对于蓝色是最不敏感的。而计算机的颜色设置理论是数字化的，所以可以对于RGB()的值中低位的值做秘密信息嵌入。可以对R值和G值改变都改变最低的1位bit，而对B值最低的2位bit。这样就对每个电子文档的字符嵌入了4位bit的信息隐藏，并把这4位二进制作为嵌入信息隐藏1Byte的高4位。同时也可以利用字符下划线的B值最低2位bit，G值的最低1位bit，和R值的最低1位bit来隐藏4位信息。这4位bit作为嵌入信息隐藏1Byte的低4位。

在实际操作中程序所嵌入的信息包括程序读取的机器号及上机时间与机房管理系统数据库配合能准确定位学生的学号、姓名、班级等。当学生完成自己的电子作业过程中点击保存、Word程序自动保存、关闭Word文档时都会触发这一嵌入秘密信息的相关程序的运行，可以在全文实现循环嵌入秘密信息的作用。该反抄袭程序是在打开作业文档时自动运行，能自主识别学生作业中具有抄袭嫌疑的片段，协助教师对学生的作业给出客观评价，有效的对这类作业的抄袭起到屏蔽的作用。

3 结束语

在以往的反抄袭检查中主要是通过文档间内容重叠程度或者相似程度来断定的，相关的检查技术也很多也较成熟。但往往面对的是海量数据或是长文档，并需要对文档字符做精确检查。而在教学过程中的电子作业无论在内容、篇幅和数量方面都有很大差别。

该文的创新点是结合了基于局部词频的指纹技术和嵌入水印的信息隐藏技术，提出了一处主要针对高校的作业特点的反抄袭检查的模型。较为全面的考虑到了这类作业不同于学术剽窃的相关问题，所建立的这种快速、准确、高效的电子作业反抄袭检查模型能够在一定程度上遏制学生间电子作业相互拷贝，具有十分现实的意义。

参考文献:

[1] 蒋波.一种基于三重DES和RSA的综合加密方案[J].微计算机信息,2007(18).

[2] 陈国良.并行算法实践[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3] 秦玉平,冷强奎,王秀坤,等. 基于局部词频指纹的论文抄袭检测算法[J].计算机工程,2011(6).

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互联网技术的日新月异，使电子商务的发展变得更加迅猛。同时网络中一些不可预料的危险环节，也使电子商务安全问题成为人们关注的焦点。传统的认证和访问控制技术、密码技术并不能全面解决电子商务安全问题，所以一种新兴的信息安全技术——数字水印技术被应用到电子商务中。

一、数字水印定义、功能及原理

数字水印是信息隐藏技术的重要分支。所谓数字水印（DigitalWatermarking）是指嵌入数字载体(包括多媒体、文档、软件等)中的数字信号，它可以是图像、文字、符号、数字等所有可以作为标识的信息。数字水印既不影响原始载体的正常使用及存在价值，也不容易被人感知。

通过隐藏在载体中的标识信息即数字水印，可以达到验证和确认内容提供者、购买者、隐藏信息或判断载体是否被篡改等目的。

数字水印算法的原理大都相同，即对时（空）域或变换域中的一些参数进行微小的变动，在某些位置嵌入一定的数据，生成数字水印，当需要检测时，从载体中提取水印，与原水印进行比较，检测水印是否被篡改等。近年来研究者从不同角度提高和改进数字水印算法，其实都是以提高水印的鲁棒性为目的的。

典型的数字水印算法有以下几类：空域算法，变化域算法，压缩域算法，NEC算法，生理模型算法等。

二、数字水印的特点和分类

根据数字水印的定义及功能，可以看出数字水印具有以下几个特点。

不可见性：数字水印作为标识信息隐藏于数字作品中，对拦截者而言，应不可见。

安全性：数字水印应当具备难以篡改或伪造的要求，并应当具有较低的误检测率和较强的抵抗性

鲁棒性：在经过多种信号处理过程后，数字水印仍能保持部分完整性及检测的准确性。

脆弱性：能直接反映出水印是否遭受篡改等。

根据不同标准，数字水印分为以下几类。

按照水印特点划分：鲁棒性水印和脆弱水印。

按照水印隐藏位置划分：时域数字水印、空域数字水印、频域数字水印等。

按照水印检测过程划分：明文水印和盲水印。

按照水印是否可见划分：可见水印和不可见水印。

按照水印内容划分：有意义水印和无意义水印。

当然，数字水印还可以按照用途、水印载体等多种方式来划分成更多的小类，这里不再一一列举。三、数字水印技术在电子商务中的应用

数字水印技术在电子商务中的应用集中表现在电子商务安全保护问题中。电子商务安全可以分为网络安全和信息安全。网络安全复杂且受多种因素影响，要解决电子商务安全问题，必须把信息安全作为问题切入点。

目前，电子商务信息安全方面已经使用到了加密技术，安全认证技术等多种安全保护技术，但仍有部分问题得不到解决。

首先，电子商务中数字作品的版权保护问题。在知识产权体系日益完善的今天，版权问题已经成为人们关注的焦点问题，也是数字作品提供者必须正视的问题。研究者试图寻找一种方法，既不损害原作品，又达到版权保护的目的，于是，与传统水印功能几乎相同的“数字水印”被应用到电子商务中。数字水印技术利用信息隐藏原理使版权标志不可见或不可听，“悄然”存在与数字作品之中。

目前应用数字水印来解决版权保护问题多用在软件作品中，比较著名的就是IBM公司的“数字图书馆”软件的数字水印功能，以及Adobe公司的Photoshop软件中集成了Digimarc公司的数字水印插件。

其次，电子交易中的电子票据的防伪问题。随着商务活动电子化和自动化的转变，许多交易活动都转变为电子交易，其中电子票据的安全保护变得犹为重要。数字水印技术可以在交易双方的电子票据中嵌入交易时间和签名等认证信息，使交易过程具有不可抵赖性。而且数字水印技术在电子票据中隐藏了不可见的标识信息，无形中也增加了不法分子伪造篡改票据的难度。水印还具有法律效力，可以在交易出现法律纠纷时，作为证据使用。

还有，身份验证信息的真伪鉴别问题。目前，用于信息安全的加密技术对于电子形式的身份验证信息具有良好的保护功能，但无法作为书面凭证进行鉴别。而通过使用数字水印技术，把电子身份验证信息隐藏到普通的凭证图像当中，使身份凭证具有不可复制和不可抵赖等特性，实现了电子信息和书面信息的双重保护。

重要标识信息的隐藏和篡改提示。许多交易作品的使用必须依赖作品中一些标识信息，如果直接把此类信息标注在原始作品上，会引起一些不必要的麻烦，而利用数字水印技术就可以把重要信息隐藏在原始作品中，通过特殊的阅读程序（水印检测工具等）来读取。数字水印技术还可以用于数字信号的篡改提示，通过水印的状态来检测数字信号是否遭到篡改。

通信过程的信息隐藏。用于信息安全保护的常用方法是对数据进行加密，这样往往更容易引起攻击方的注意，从另一个角度出发，在人类视觉、听觉等无法感知的范围之内，对各种时（空）域、变换域进行微小的改变，从而实现信息隐藏，达到通信过程信息安全保护的目的。

四、结束语

数字水印技术作为一种新兴的安全保护技术应用到电子商务中，表现出其显著的作用和功效，因为区别于传统的数据加密技术或安全认证技术，为信息安全保护领域带来了新思路。但是，由于目前数字水印技术本身并不完善，应用到电子商务中还存在很多实际的问题。例如，水印检测的简便性，水印的鲁棒性，等等，这些也将作为研究者进一步努力的方向。

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1 二维码水印加密背景及目前加密解密现状

1.1 QR二维码的应用背景

随着中国3G技术的普及，以及手机本身性能的提高，二维码作为一种全新的信息存储、传递和识别技术迅速地融入到了社会生活当中，其保密和安全问题也越来越有研究价值，2012年铁道部出现了用户隐私资料信息被二维码泄密的问题，病毒也开始通过二维码传播。目前国内针对二维码数字加密的技术的论述并不多，在当前期刊网上有关二维码讨论的258篇论文也主要集中于二维码自身的编码解码规则，只有16篇是讨论二维码数字手段加密的。其中加密采取的主要手段是通过复杂昂贵的隐形印刷技术。而讨论数字加密的只是对一般图像都通用的结合水印加密，未能很好的结合QR二维码自身的编码规则，所能负载的加密信息量也极少[3]。

1.2 国内外二维码加密研究现状

目前，国内外关于二维码信息隐藏技术的文献不是很多，研究对象主要是四一七条码（Portable Data File417，PDF417码）和QR码。在国内，针对PDF417码的研究较多且以空域水印为主，在国外，以研究QR码居多，以频域水印为主。牛夏牧[7]等利用变形技术对PDF417码中的各组成单元宽度加以适量的变动，采用误差累积的方式实现隐藏信息的嵌入和提取。陈峥等[3]针对PDF417码，提出了基于边界移位的隐藏信息嵌入算法。赵博等[4]提出一种基于结构微调法的水印算法，对PDF417码的组成条空进行适量的微调，将信息隐藏进二维码中。晁玉海等[5]提出一种对隐藏信息进行扩频和映射处理，根据PDF417码自身结构特点，通过微调条码中的条和空将信息隐藏的方法。Ming Sun等[6]提出两种基于离散小波变换（Discrete Wavelet Transform，DWT）变换的QR码数字水印，分别可以嵌入随机序列和图片。Jau-Ji Shen等[7]针对PDF417码提出一种称作关联水印的盲水印算法，该算法可以提高水印的嵌入容量并可将PDF417码用于数据认证。

⑴二维码图和传统防伪制作技术（主要是印刷）相结合，避免码图被直接影印、拍照，比如采用隐形印刷等等；

⑵掌握二维码编码技术，对二维码码图本身做特殊处理（如加密、复合、变形等），这种方法的目的有二，一是可以让别人的识读软件无法识别码图，二是可以在这些码图中编入特别信息，以作防伪校验之用。

简而言之，一个采用特殊印刷技术，一个采用特殊编码，从而提高技术门槛也就提高了造假的成本与难度。本文研究算法基于第二种方式，对二维码码图进行特殊处理，达到嵌入 信息进行防伪校验目的。

2 适用于QR的数字水印算法

2.1 水印的嵌入算法

2.1.1 水印嵌入位置及表示方案

链码和QR二维码水印信息的位置选择和像素值改变方案，根据链码、改进的LSB算法和二维码的基本理论，本文结合处如下表示方案。QR码图像是由N*N个深色或者浅色的模块图形组成，实验中是黑色和白色模块。考虑水印需要的隐蔽性，我们选取黑色的正方形作为水印嵌入单元。假设QR码的一个模块图形的大小为M*M，其中M为模块的长度（高度），单位是像素。条码矩阵的大小为N*N。每个正方形基元占用的像素点为M/N。

如图2.1所示：跟四链码的结合方式为将正方形基元平分成四等份，每一块的大小为M/2N，选择其中的一块，按统一水印规则改变整个选中块的像素值，嵌入水印信息，按照链码方向的规则给四个方向的小矩阵编码为0，1，2，3，四幅图中的红色区域分别对应着0，1，2，3。这样每个黑色QR码的正方形基元便可以承载一位四进制的数。当图像格式为RGB三色图时，结合第一章所介绍的改进的LSB编码规则，每一块像素值按规则改变后又可表示为00，01，10，11的四进制，跟位置的编码规则相结合，每个正方形模块就可以表示一位十六进制的数，也就是4bit的信息。

2.1.2 水.印嵌入流程

如图2.2 水印算法的整体嵌入步骤：

第一步：根据基本信息编码出未加密的二维码举证，自左向右，自上而下，统计N*N黑色和白色模块的QR二维码可用来嵌入水印的黑色模块的个数，记为C，并记录下各个可用的黑色模块在二维码的二维矩阵中的位置。

第二步：依据伪指纹特征随机密钥生成技术，随机生成三个指纹特征数据记为T1、T2、T3，并将T1、T2、T3转码成和水印嵌入方式所采用的编码进制（八进制、十六进制等）相同的编码进制，统计出T1，T2，T3所需要的占用编码位数记为n1，n2，n3。

第三步：如果n1+n2+n3>c，则说明水印嵌入位置不足以嵌入所有的指纹特征数据，当嵌入位置不足时采用基于模拟退火算法竞争机制，解决各个特征信息之间采样数竞争问题，模拟退火的优势能保证了嵌入位置的随机性，和各个特征信息的均衡性。

第四步：依照模拟退火算法竞争机制产生的二维指纹矩阵加密位置对应表，对QR二维码图形进行加密。

2.2 水印的提取算法

如图2.3：首先，从加密的二维码图片中解码出二维码的基本信息。

将加密后的二维码图片记为map1和未水印加密的二维图片记为map2，导入解码程序中。

第二步：将相应的两幅图像做减法代数运算，提取图像中目标区域，给定阈值大小为水印差值的一半，将低于阈值的像素点看作相同像素点，差值取绝对值选取为了实现精确定位，因为两幅图像编码格式一致，除了不通目标区域以外，其他区域完全相同，包括图像大小等。

第三部：使用数学形态学方法，实现断线的连接，主要目的是保持目标区域边缘连续，为孤立点的去除做准备。第三步：使用改进中值滤波去除图像中孤立异常点，如果除了目标区域以外，其他区域完全相同，那么基本不需要去处异常点，在做加入噪声干扰实验时去除边缘毛边是一个需要除了的问题。

第四步：采用曲线全向跟踪技术，寻找目标区域的边缘轮廓，探查到所有目标区域边缘。

第五步：将图像按照二维码自身的编码规则分成N*N块，根据上图中提取去的各个嵌入水印的矩形区域的位置，并将区域大小经过阈值判断，去掉干扰点，定位出各个区域对应得编码值，返回二维矩阵各个嵌入水印值位置对应得值。和加密时候保存的加密二维矩阵值进行对比，进行水印验证。

3 实验

含有水印的QR码的识别和提取实验

算法稳定性实验，流程如下：

（1）产生一段随机长度和随机内容的文本T1。

（2）将文本T1编码为QR码图形Q1。

（3）计算Q1的水印容量大小。

（4）通过通过随机指纹发生器和模拟退火竞争机制产生水印信息W。

（5）向Q1中嵌入水印信息W得到含有水印的QR码图形Q2。

（6）识读Q2得到T2，并与原始编码内容T1对比，记录对比结果。

（7）从含有水印的QR码图形Q2中提取水印信息WR。

（8）比较W和WR，记录对比结果。

（9）重复1000次步骤（1）～（8）的试验，并计算QR码的识别正确率和水印嵌入和提取的正确率。

随机文本T包含英文字母、数字和常用标点符号。重复试验的次数为100次，最后记录实验结果并计算正确率。实验最终得到的数据是QR码的识别正确率为97%，嵌入和提取水印的正确率为95%。该实验表明，水印算法非常稳定，嵌入的水印不会影响到QR码的正确识别，并且水印信息的嵌入和提取不受水印内容和QR码载体图像的影响。

4 结论

提出了一种适用于QR码的鲁棒性和嵌入信息量都适中的水印算法，该算法用链码的方向编码和改进的LSB算法嵌入水印信息，保证水印信息不会改变QR码的图形结构，并确保嵌入的水印信息不会影响到QR码的正确识别。与现有的利用误差特性进行信息隐藏的算法相比，该算法极大程度增强了数字水印的隐蔽性，提高了水印信息的嵌入量。同时算法不会受到QR码的容量限制，并且适合电子保存和打印等多种形式，具有提取水印速度快，抗干扰能力强等优势。并且提出了由多种生物特征提取出的信息组成水印信息的方式，将二维码与用户绑定，实现了人码一体的认证功能。

[参考文献]

[l]何叶.基于二维条码的数字水印技术研究.长沙理工大学硕士学位论文.（2009）.

[2]赵博.二维条码研究.西安电子科技大学硕士学位论文.（2007）.

[3]纪兴中.基于二维条码技术的数字水印系统研究.浙江工业大学硕士学位论文.（2007）.

[4]陈哲，张永林.数字水印技术在二维条码证件防伪中的应用.计算机工程与科学.28（4）.42-44.（2006）.