發(fā)布時(shí)間：2022-09-04 15:51:54
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的隱藏技術(shù)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：信息隱藏；電子信息；安全；技術(shù)；原理
中圖分類號(hào)：F407.63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
信息隱藏技術(shù)是現(xiàn)代人們保障信息安全的研究焦點(diǎn)，涉及很多領(lǐng)域，是人體感知能力、信息技術(shù)；密碼技術(shù)等學(xué)科的很好的應(yīng)用，其實(shí)現(xiàn)的主要載體是計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，本文中作簡(jiǎn)單分析。
1信息隱藏技術(shù)的原理和特征
1.1信息隱藏與信息加密
信息加密是利用密碼學(xué)技術(shù)將機(jī)密文件進(jìn)行加密編碼，把明文變換成密文后，通過公開信道送到接收者手中（見圖1）。由于經(jīng)過加密處理的密文是一組亂碼，當(dāng)監(jiān)視通信信道的攻擊者發(fā)現(xiàn)并截獲到亂碼后，就可以利用已有的各種攻擊方法對(duì)密文進(jìn)行破譯。這種方式雖然不易被解密，但通信易被第三方察覺，一定程度上向攻擊者明確提示了重要信息的存在，所以容易引起攻擊者的注意，進(jìn)而遭受到干擾和攻擊，導(dǎo)致密文通信失敗。同時(shí)，即使攻擊者無法對(duì)密文進(jìn)行破譯，也可在破譯失敗后將該信息進(jìn)行破壞，使得合法的接收者也無法獲取密文。
圖1 信息加密過程示意圖
信息隱藏也稱“信息隱匿”，是信息安全研究領(lǐng)域中的一門新興的交叉學(xué)科，也是當(dāng)前信息安全領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外各機(jī)構(gòu)研究的熱點(diǎn)方向。信息隱藏與信息加密的目的相同，都是為了保護(hù)秘密信息的存儲(chǔ)和傳輸，使之免遭第三方的破壞和攻擊，但兩者之間具有顯著的區(qū)別。信息隱藏技術(shù)是將機(jī)密信息秘密隱藏于另一公開信息（載體、宿主、掩體對(duì)象）中，即將秘密信息（嵌入對(duì)象）嵌入到另一表面看起來普通的信息載體中，然后通過該公開信息（隱藏對(duì)象）的傳輸來傳遞秘密信息（見圖2）。第三方很難從公開信息中判斷機(jī)密信息是否存在，即無法直觀地判斷所監(jiān)視的信息中是否含有秘密信息。這種方式使含有隱匿信息的宿主信息不會(huì)引起第三方的注意和懷疑，降低了機(jī)密信息的截獲率，從根本上保證了機(jī)密信息的安全。其關(guān)鍵技術(shù)主要是在確保宿主文件格式、質(zhì)量和大小不變的前提下，將密文保存在該宿主文件中，且能對(duì)密文實(shí)現(xiàn)無損還原。
圖2 信息隱藏過程示意圖
1.2信息隱藏技術(shù)的原理
信息隱藏系統(tǒng)（典型模型見圖3）包括一個(gè)嵌入過程和一個(gè)提取過程。在嵌入和提取過程中通常都會(huì)使用一個(gè)秘密信息來對(duì)其進(jìn)行控制，使得只有合法授權(quán)用戶才能對(duì)其進(jìn)行操作，這個(gè)秘密信息被稱為隱藏密鑰，隱藏密鑰在嵌入過程中稱為嵌入密鑰，在提取過程中稱為提取密鑰。
在嵌入過程中，信息隱藏者利用嵌入密鑰，將密文添加到載體中，生成隱蔽載體。隱蔽載體在傳輸過程中有可能被隱藏分析者截獲并進(jìn)行處理。在提取過程中，提取者利用提取密鑰從接收到的、可能經(jīng)過修改的隱蔽載體中恢復(fù)出密文。在密文提取時(shí)，根據(jù)隱藏算法的不同，有可能需要載體，也可能不需要。
圖3 信息隱藏系統(tǒng)的典型模型
信息隱藏可在不改變?cè)型ㄐ旁O(shè)備的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，只需要在原通信系統(tǒng)的收發(fā)設(shè)備，增加信息隱藏/隱藏信息提取模塊，便能夠在完成信息隱蔽傳送的同時(shí)，保持系統(tǒng)原有的通信功能不受其影響（見圖4）。首先獲取密文信息，為進(jìn)一步提高安全性，可結(jié)合信息加密技術(shù)對(duì)密文信息進(jìn)行預(yù)處理，得到加密信息，之后可采取交織、糾錯(cuò)等編碼措施。接下來，獲取載體信息，如音頻、圖像、文本等原始宿主信息；如果采用的是變換域信息隱藏算法，則需要對(duì)載體信息進(jìn)行相應(yīng)的域變換；同時(shí)，為使接收端能對(duì)隱藏信息進(jìn)行準(zhǔn)確的盲檢測(cè)，可在載體信息中加入同步信號(hào)。之后，便可將秘密信息嵌入到載體信息中、完成變換域的反變換，得到隱蔽載體。最后，由發(fā)送端將隱含密文信息的隱蔽載體通過公共信道進(jìn)行傳送。
圖4 信息隱藏模型示意圖
接收端獲得隱蔽載體后，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的域變換、信道解碼和解密后，就獲取了所嵌入的密文信息。
1.3信息隱藏技術(shù)的分類及特征
信息隱藏技術(shù)一般具有如下分類方法：
（1）按載體類型分類。根據(jù)信息隱藏所采用載體的不同，信息隱藏技術(shù)可分為文本信息隱藏、音頻信息隱藏、圖像信息隱藏、視頻信息隱藏等。音頻信息和圖像信息隱藏是信息隱藏的重要分支。
（2）按密鑰分類。若嵌入和提取采用相同密鑰，則稱其為對(duì)稱隱藏算法，否則稱為公鑰隱藏算法。
（3）按嵌入域分類。主要可分為空域（或時(shí)域）方法及變換域方法。
（4）按提取的要求分類。若在提取隱藏信息時(shí)不需要利用原始載體，則稱為盲隱藏；否則稱為非盲隱藏。
（5）按保護(hù)對(duì)象分類。主要可分為隱寫術(shù)和水印技術(shù)（見圖5）。
圖5 按保護(hù)對(duì)象分類
隱寫術(shù)的目的是在不引起任何懷疑的情況下秘密傳送消息，信息隱藏技術(shù)在通信中的應(yīng)用主要是指隱寫術(shù)。數(shù)字水印是指嵌在數(shù)字產(chǎn)品中的數(shù)字信號(hào)，可以是圖像、文字、符號(hào)、數(shù)字等一切可以作為標(biāo)識(shí)和標(biāo)記的信息，其目的是進(jìn)行版權(quán)保護(hù)、所有權(quán)證明、指紋（追蹤多份拷貝）和完整性保護(hù)等。匿名通信就是尋找各種途徑來隱藏通信的主體，即信息的發(fā)送者和接收者。
2信息隱藏技術(shù)在電子通信中的應(yīng)用前景
當(dāng)前，我國(guó)在信息安全的應(yīng)用方法和研究領(lǐng)域方面，大多還是采用傳統(tǒng)意義下的信息加密技術(shù)，例如用hash函數(shù)，偽隨機(jī)序列等密碼學(xué)技術(shù)等，這種信息安全模式存在兩大弊端：一是信息安全無法保障，不能保證加密的信息不被破譯；二是耗資巨大，現(xiàn)代先進(jìn)信息安全技術(shù)往往對(duì)設(shè)備要求較高，這在很大程度上增加了對(duì)基礎(chǔ)工業(yè)的投入。因此，對(duì)信息隱藏新技術(shù)與新模式的研究和發(fā)展，在信息安全領(lǐng)域具有很大的潛在價(jià)值。
2.1將被動(dòng)保密變主動(dòng)隱藏。新型信息隱藏技術(shù)使需要保護(hù)的消息由“看不懂”變?yōu)椤翱床灰姟?；將傳統(tǒng)的“讓攻擊方解密不了”的信息加密理念提升為“讓攻擊方想象不到”的層面，從而使通信中傳統(tǒng)的保密、預(yù)防的被動(dòng)模式，轉(zhuǎn)型到既安全又能夠迷惑第三方的主動(dòng)模式。
2.2現(xiàn)有傳輸條件下的低信息截獲率。采用先進(jìn)的信息與信號(hào)處理技術(shù)，以及多級(jí)包裝式信息隱藏新模式，可在很大程度上降低現(xiàn)有傳輸條件下秘密信息的截獲率。舉例而言，假如需要傳輸秘密文本信息A，我們將該文本A隱藏于另一文本信息B中，之后，我們將該文本B隱藏于圖片C中，再將圖片C隱藏于圖片D中，最后將圖片D隱藏于普通話音中。即文本A（隱藏于）文本B（隱藏于）圖片C（隱藏于）圖片D（隱藏于）普通話音。通過上述方式，一是攻擊方不會(huì)想到秘密信息正在以一種特殊多級(jí)包裝形式進(jìn)行傳輸，也就沒有試圖解密的意圖；二是即使前幾層包裝信息（B、C、D）被破譯，攻擊方自以為解密成功，從而放棄繼續(xù)解密的意圖，卻不知道真正的秘密信息（文本A）并沒有被解密出來。
3結(jié)語
目前信息隱藏技術(shù)是保障信息安全的關(guān)鍵技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用，并且都取得了一定成績(jī)。信息隱藏技術(shù)作為一種重要的信息安全技術(shù)，潛在的價(jià)值是無法估量的, 特別是在迫切需要解決的版權(quán)保護(hù)等方面, 可以說是根本無法被代替的, 相信其必將在未來的信息安全體系中發(fā)揮越來越重要的作用。
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關(guān)鍵詞：信息隱藏；信息安全；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TN918.6
當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入到了一體化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)成為最重要的傳媒手段，各種信息都通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，包括個(gè)人信息、軍事信息、私密信息等，如何在這種開放的環(huán)境中，最大程度保證信息的安全，是當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱點(diǎn)話題。但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理信息的能力也有所增強(qiáng)，傳統(tǒng)的秘鑰不再能保證信息的絕對(duì)安全，因此數(shù)據(jù)的隱藏技術(shù)成為了熱點(diǎn)，也是保護(hù)信息的重要手段。
1 信息隱藏技術(shù)概述
1.1 信息隱藏技術(shù)基本內(nèi)涵。信息隱藏技術(shù)主要是將秘密信息隱藏在普通的文件中，并通過數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)行處理，這樣通過對(duì)于用戶的視覺冗余來進(jìn)行隱藏，最大程度保證信息的安全性。隱藏后的信息會(huì)使媒體的搜索目標(biāo)變小，甚至無法發(fā)現(xiàn)，這樣秘密的信息和文件便可以通過這種形式來保護(hù)信息。信息隱藏技術(shù)目前應(yīng)用比較廣廣泛，主要包括以下內(nèi)容。首先是隱藏術(shù)，主要內(nèi)容是進(jìn)行秘密形式的通信，并且將信息藏匿與其他的普通信息中，信息隱藏主要是以第三方信息保護(hù)的形式，便于將信息傳輸?shù)侥康目蛻舳?。第二是?shù)字水印，可以是作者的序列號(hào)、公司的標(biāo)識(shí)等，主要是能證明被保護(hù)的信息或者文件可以被證明以及查詢侵權(quán)的一種途徑。第三是數(shù)據(jù)嵌入。在不同形式的信息中，技術(shù)模式吸取了隱藏術(shù)與水印的優(yōu)勢(shì)，并通過嵌入的方式對(duì)于秘密信息進(jìn)行保護(hù)。第四是指紋與標(biāo)簽，是水印的一種特殊用途，水印的每個(gè)特定的信息可以進(jìn)行信息的拷貝。
1.2 信息隱藏技術(shù)的特點(diǎn)。信息隱藏技術(shù)與傳統(tǒng)的信息加密不同，基本目的并不是限制文件資料的提取與保存，而是將數(shù)據(jù)信息隱藏最小化。除此之外，信息隱藏技術(shù)還要充分考慮到信息在通過多種程序處理之后，仍然具備可以運(yùn)行操作的性質(zhì)，不會(huì)被破壞基礎(chǔ)屬性，因此信息隱藏技術(shù)需要具備以下特點(diǎn)。
（1）隱蔽性。信息隱藏的首要特性便是隱蔽性，主要指的是信息在嵌入之后，最大程度避免信息質(zhì)量的改變，同時(shí)也能掩飾信息的基本特征，在傳輸過程中不會(huì)引起察覺，在視覺方面可以很好保護(hù)信息不被發(fā)現(xiàn)，保證原始信息的一致性。例如擁有相同的統(tǒng)計(jì)分布，這樣變會(huì)混淆攔截者的信息判斷能力，保證信息的安全；（2）安全性。隱藏技術(shù)需要具備較強(qiáng)的安全性能，可以有效避免黑客的侵襲與共計(jì)，最大程度保護(hù)隱藏信息的安全；（3）恢復(fù)性。被保護(hù)的信息會(huì)經(jīng)過多重程序進(jìn)行處理與改變，因此特性上會(huì)發(fā)生一定改變，如果原始信息受到了破壞，那么隱藏技術(shù)需要通過保存下來的信息來恢復(fù)原來的文件，這樣保證傳輸?shù)男畔?zhǔn)確性。
2 信息隱藏的技術(shù)方法
2.1 替換技術(shù)。人的感官系統(tǒng)對(duì)于一些細(xì)小的變化比較敏感，因此替換技術(shù)的核心就在于改變這些被保護(hù)文件中秘密的細(xì)節(jié)部分，并不被非法用戶注意。這種形式并不會(huì)影響被保護(hù)信息的性質(zhì)，而且可以對(duì)于被保護(hù)信息進(jìn)行編碼程序，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的替換技術(shù)包括最低比例的一換技術(shù)、隨機(jī)的替換技術(shù)、特定區(qū)域替換技術(shù)等等。
2.2 變換技術(shù)。絕大多數(shù)的信息隱藏技術(shù)都是通過正交變換域來實(shí)現(xiàn)的，由此可見變換技術(shù)核心是通過擴(kuò)頻技術(shù)和密碼學(xué)原理，將被保護(hù)的信息嵌入到普通信息的變換域中，同時(shí)利用算法來進(jìn)行信息的提取，轉(zhuǎn)換為隱蔽的形式。這種變換技術(shù)充分利用了人體感官對(duì)于空間頻率差異的敏感程度，進(jìn)而改變被保護(hù)信息的性質(zhì)，確保信息不被察覺。
2.3 擴(kuò)頻技術(shù)。被保護(hù)信息在進(jìn)行隱藏的過程中，有可能會(huì)導(dǎo)致信息的破壞，甚至信息的消除，因此為了保護(hù)信息的原始特性，可以利用重復(fù)編碼的形式來進(jìn)行擴(kuò)頻。在被保護(hù)的信息中插入一個(gè)參數(shù)，確保信息在處理后仍然可以進(jìn)行擴(kuò)頻，通常選擇高速率的隨機(jī)碼來進(jìn)行發(fā)送，而且這種信息數(shù)據(jù)自身的信號(hào)也可以完成擴(kuò)展。
3 信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用
3.1 數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)字水印技術(shù)是信息隱藏技術(shù)最重要的一種形式，主要是通過在多媒體中插入不可感知的信息，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息的保護(hù)以及對(duì)于操作的記錄、跟蹤。
（1）版權(quán)保護(hù)。在數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用中，版權(quán)保護(hù)是最重要的內(nèi)容，主要是將重要的版權(quán)信息嵌入到圖像、音頻、文本中，目的是進(jìn)行區(qū)分、標(biāo)識(shí)以及解釋版權(quán)。在一些逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的行業(yè)，例如數(shù)字圖書館、數(shù)字新聞等，很多信息容易受到篡改，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)能力比較差，因此通過信息隱藏技術(shù)中的水印技術(shù)，既可以最大程度保持作品的原始性，又難以被非法用戶進(jìn)行篡改，通過特殊標(biāo)識(shí)的嵌入，可以是數(shù)字、文字、圖標(biāo)，與原始文件的結(jié)合，不會(huì)嚴(yán)重破壞數(shù)據(jù)的功能，還能具備一定的商用價(jià)值。這種水印通常情況下是不可見的，特別是在涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛中，可以通過特定秘鑰提取出水印，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的目的；（2）指紋識(shí)別。通過數(shù)字水印技術(shù)可以在文件中標(biāo)注出授權(quán)的單位以及特殊名稱，通過文件的原始性保證在特殊處理之后以及用戶的接受、存儲(chǔ)之后，文件特性不會(huì)發(fā)生改變。因此如果在被保護(hù)文件通過隱藏技術(shù)傳輸之后，便可以標(biāo)注的信息追蹤到文件的相關(guān)責(zé)任人，這樣對(duì)于調(diào)查、規(guī)則也有據(jù)可循。這種指紋識(shí)別的技術(shù)實(shí)質(zhì)是一種跟蹤功能，特別是在數(shù)字產(chǎn)品的應(yīng)用中，版權(quán)人可以將不同用戶的序列號(hào)進(jìn)行處理，嵌入到這些合法的拷貝中，這樣在出售合法的拷貝的時(shí)候，可以與嵌入的信息相對(duì)照，如果是非法的、未經(jīng)授權(quán)的拷貝產(chǎn)品，版權(quán)人便可以通過指紋來追蹤，進(jìn)而找尋到泄密者。
3.2 隱藏通信技術(shù)的應(yīng)用。隱藏通信技術(shù)主要是將被保護(hù)的秘密的信息、文件隱匿于某些普通的公開文件中，進(jìn)而保證在傳輸過程中秘密信息的安全性。以隱藏載體形式的不同，可以劃分為文本的隱藏、語音的隱藏和視頻的隱藏等。在實(shí)踐中主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)的保密，例如在電子商務(wù)中時(shí)常會(huì)涉及到一些重要的信息，如商業(yè)機(jī)密、秘密協(xié)議、金融交易等，這些重要的數(shù)據(jù)信息一旦泄露可能會(huì)為個(gè)人或者企業(yè)帶來?yè)p失，因此防止非法用戶中途攔截這些數(shù)據(jù)，便可以采用隱藏通信技術(shù)，將信息以隱藏的形式進(jìn)行傳輸，有效避免非法用戶的攔截，最大程度保證信息安全。
4 結(jié)束語
信息隱藏技術(shù)方式多樣，應(yīng)用靈活，在未來的信息保護(hù)中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用，但是這種技術(shù)手段目前還在發(fā)展階段，在理論體系方面還在不斷趨于成熟與完善，特別是在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中還有待于進(jìn)一步優(yōu)化，存在的問題亟待解決。例如數(shù)字水印模型的構(gòu)建、抗攻擊性的提升等等，在算法上也在逐步完善。信息隱藏技術(shù)作為一把雙刃劍，在應(yīng)用方面也要利用特征優(yōu)勢(shì)，更好地為當(dāng)下的信息傳輸做貢獻(xiàn)。
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關(guān)鍵詞：信息隱藏；BMP圖像； Delphi 2005
中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1009-3044(2007)16-31041-02
Development of Windows File Concealment Software Based on Information Concealment Technology
YUE Jun-mei
(Taiyuan Polytechnic Institute Yangquan, Yangquan 045000, China)
Abstract:The text introduce a simple method f of hiding file to BMP image.The size of BMP image file is not changed and the BMP image data is changed by 1/256 on color,which is not touched by eyes.The file concealment software which is developed on Delphi 2005 proves the feasibility and the validity of this method.
Key words:Information Concealment;BMP image;Delphi 2005
1 引言
如今，人們的生活與計(jì)算機(jī)已經(jīng)息息相關(guān)了。我們存放在電腦內(nèi)的諸多資料總是希望不為人知，利用加密軟件是一招，但那樣容易引起別人的注意；利用位圖實(shí)現(xiàn)信息隱藏也是可用的一招，該方法信息隱藏率高，又無需占用任何資源。它充分利用24位BMP文件的冗余空間，把一批文件插入到這類文件中去，而不破壞原文件的結(jié)構(gòu)和顯示效果。這樣，就可以將多個(gè)秘密文件保存于一個(gè)24位的BMP文件中，保存后的圖像與原始圖像相比，在人的視覺上沒有什么區(qū)別。
2 BMP隱藏文件的原理
2.1 BMP圖像的文件格式
BMP圖像文件是位圖文件，位圖表示的是將一幅圖像分割成柵格，柵格的每一點(diǎn)稱為像素，每一個(gè)像素具有自已的RG值，即一幅圖像是由一系列像素點(diǎn)構(gòu)成的點(diǎn)陣。BMP文件由文件頭、位圖信息頭、顏色信息和圖像數(shù)據(jù)四部分組成。文件頭由54個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)段組成，其中包含有該位圖文件的類型、大小、圖像尺寸及打印格式等； 從第55個(gè)字節(jié)開始，是該文件的圖像數(shù)據(jù)部分，數(shù)據(jù)的排列順序以圖像的左下角為起點(diǎn)，每連續(xù)3個(gè)字節(jié)便描述圖像一個(gè)像素點(diǎn)的顏色信息，這三個(gè)字節(jié)分別代表藍(lán)、綠、紅三基色在此像素中的亮度。
2.2 BMP實(shí)現(xiàn)原理
一幅24位BMP圖像，由54字節(jié)的文件頭和圖像數(shù)據(jù)部分組成，其中文件頭不能隱藏信息，從第55字節(jié)以后為圖像數(shù)據(jù)部分，可以隱藏信息。圖像數(shù)據(jù)部分是由一系列的8位二進(jìn)制數(shù)所組成，由于每個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)中“1”的個(gè)數(shù)或者為奇數(shù)或者為偶數(shù)，約定：若一個(gè)字節(jié)中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則稱該字節(jié)為奇性字節(jié)，用“1”表示；若一個(gè)字節(jié)中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則稱該字節(jié)為偶性字節(jié)，用“0”表示。用每個(gè)字節(jié)的奇偶性來表示隱藏的信息。將信息嵌入BMP文件的步驟為：
(1)將待隱藏信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)碼流；
(2)將BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分的每個(gè)字節(jié)的奇偶性與上述二進(jìn)制數(shù)碼流進(jìn)行比較；
(3)通過調(diào)整字節(jié)最低位的“0”或“1”，改變字節(jié)的奇偶性，使之與上述二進(jìn)制數(shù)據(jù)流一致，即將信息嵌入到24位BMP圖像中。
由于原始24位BMP圖像文件隱藏信息后，其字節(jié)數(shù)值最多變化1（因?yàn)槭窃谧止?jié)的最低位加“1”或減“1”），該字節(jié)代表的顏色濃度最多只變化了1/256，所以，已隱藏信息的BMP圖像與未隱藏信息的BMP圖像，用肉眼是看不出差別的； 使用這種方法，一個(gè)大小為32 k的24位BMP圖像文件，可以隱藏約32 k/8=4 k的信息（忽略文件頭不能隱藏?cái)?shù)據(jù)的54個(gè)字節(jié)），該方法具有較高的信息隱藏率
2.3 信息的提取
信息提取是把隱藏的信息從偽裝BMP中讀取出來，其過程和步驟正好與信息嵌入相反：
(1)判斷BMP文件圖像數(shù)據(jù)部分每個(gè)字節(jié)的奇偶性，若字節(jié)中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則輸出“0”；若字節(jié)中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則輸出“1”；
(2)每判斷8個(gè)字節(jié)，便將輸出的8位數(shù)組成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)（先輸出的為高位）；
(3)經(jīng)過上述處理，得到一系列8位二進(jìn)制數(shù)，便是隱藏信息的代碼，將代碼轉(zhuǎn)換成文本，或圖像，或聲音，就是隱藏的信息。
3 文件隱藏大師的實(shí)現(xiàn)
文件隱藏大師的主要功能是可以快速隱藏本地硬盤上的可執(zhí)行文件、程序源等任意文件。 所謂隱藏，就是指任何人無法通過資源瀏覽器，我的電腦，DOS方式等方法找到已隱藏的東西。
文件隱藏大師是基于Delphi 2005開發(fā)的，Delphi是全新的可視化編程環(huán)境，是基于Object Pascal語言的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存取功能。它的數(shù)據(jù)處理工具BDE(Borland Database Engine)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的中介軟件層，可以用來處理當(dāng)前流行的數(shù)據(jù)格式，如xBase、Paradox等，也可以通過BDE的SQL Link直接與Sybase、SQL Server、Informix、Oracle等大型數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
文件隱藏大師包含密碼驗(yàn)證模塊、初始化模塊、添加/刪除位圖模塊、隱藏文件模塊、提取文件模塊、密碼管理模塊、選項(xiàng)設(shè)置模塊和關(guān)閉系統(tǒng)模塊。
3.1 文件隱藏大師模塊設(shè)計(jì)
(1)密碼驗(yàn)證模塊
設(shè)置密碼驗(yàn)證模塊的功能在于幫助用戶維護(hù)系統(tǒng)安全。進(jìn)入本系統(tǒng)前，必須首先通過密碼驗(yàn)證，如圖1所示，如果用戶沒有設(shè)置密碼，則進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，會(huì)跳過本模塊。
圖1 密碼驗(yàn)證模塊界面圖
(2)初始化模塊
設(shè)置初始化模塊的目的在于把用戶已經(jīng)操作過的文件記錄顯示到文件列表中，以便于用戶的操作。當(dāng)用戶經(jīng)過密碼驗(yàn)證后，程序會(huì)在注冊(cè)表里讀取用戶先前操作過的記錄，并將該記錄輸出到程序主界面的文件列表里，以供用戶繼續(xù)操作。
(3)添加/刪除位圖模塊
設(shè)置添加/刪除位圖模塊的目的在于把位圖路徑添加到文件列表中，以便于用戶隱藏文件，或?qū)o用的位圖信息從文件列表中刪除。添加位圖:可以將想要作為模板的位圖加入列表，然后再把文件隱藏到其中。刪除位圖:將您覺得無用的位圖文件刪掉。
(4)隱藏文件模塊
設(shè)置隱藏文件模塊的目的在于把用戶的文件隱藏到位圖中。隱藏文件:先在列表當(dāng)中選中一幅位圖，然后點(diǎn)擊該按鈕就可以選擇您想要隱藏的文件了。
(5)提取文件模塊
設(shè)置提取文件模塊的目的在于把用戶隱藏在位圖中的文件提取出來。提取文件:先在列表中選擇一幅已經(jīng)隱藏了文件的位圖，然后點(diǎn)擊該按鈕選擇要保存的路徑即可。
(6)密碼管理模塊
設(shè)置密碼管理模塊的目的在于提高系統(tǒng)的安全性。
(7)選項(xiàng)設(shè)置模塊
可以設(shè)置在隱藏/提取文件時(shí)，系統(tǒng)對(duì)操作后的各個(gè)文件的自動(dòng)處理。選項(xiàng):在選項(xiàng)中您還可以設(shè)置隱藏文件使對(duì)原稿的處理，并且還可以為軟件設(shè)置密碼，以使其得到更好的保護(hù)。
(8)關(guān)閉系統(tǒng)模塊
設(shè)置本模塊的目的在于給用戶提供退出系統(tǒng)的功能。
3.2文件隱藏大師功能簡(jiǎn)介
利用“文件隱藏大師”，如圖2所示，可以很輕松的在瞬間把任何文件隱藏到一幅位圖當(dāng)中。
圖2 文件隱藏大師界面圖
(1)功能簡(jiǎn)介
添加位圖：可以將你想要作為模板的位圖加入列表，然后再把文件隱藏到其中。
刪除位圖：將您覺得無用的位圖文件刪掉。
隱藏文件：先在列表當(dāng)中選中一幅位圖，然后點(diǎn)擊該按鈕就可以選擇您想要隱藏的文件了。
提取文件：先在列表中選擇一幅已經(jīng)隱藏了文件的位圖，然后點(diǎn)擊該按鈕選擇要保存的路徑即可。
選項(xiàng)：在選項(xiàng)中您還可以設(shè)置隱藏文件使對(duì)原稿的處理，并且還可以為軟件設(shè)置密碼，以使其得到更好的保護(hù)。
(2)軟件的詳細(xì)操作步驟
隱藏文件操作步驟：
①使用“添加位圖”按鈕，添加一幅24位色的位圖到文件列表當(dāng)中；
②在文件列表中選擇一個(gè)位圖文件后，點(diǎn)擊“隱藏文件”按鈕，然后選擇一個(gè)你想要隱藏的文件。
提取文件操作步驟：
①在文件列表中選擇一個(gè)位圖文件后，軟件底部會(huì)顯示有關(guān)被隱藏文件的信息；
②點(diǎn)擊“提取文件”按鈕,選擇目錄后，就會(huì)將隱藏的文件提取到該目錄下。
4 軟件的測(cè)試
軟件開發(fā)完畢后應(yīng)與系統(tǒng)中其它成分集成在一起，驗(yàn)證系統(tǒng)各部件是否都能完成所賦予的任務(wù)。下面將文件隱藏大師進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試要點(diǎn)如表1所示：
表1 文件隱藏大師測(cè)試要點(diǎn)
經(jīng)過上述的測(cè)試過程對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試后，軟件基本滿足開發(fā)的要求，測(cè)試結(jié)束，軟件試運(yùn)行。載入的原始位圖圖像如圖3所示，隱藏文件后的位圖圖像如圖4所示。由于該方法只對(duì)位圖顏色濃度變化了1/256，對(duì)原始圖像的數(shù)據(jù)影響不大, 所以兩幅圖像質(zhì)量沒有變化。
5 結(jié)束語
文件隱藏大師可以輕松的把任意類型的文件隱藏到一幅24位色的位圖當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)隱藏文件的目的，它是目前流行的Windows 優(yōu)化管理軟件如:Windows優(yōu)化大師、超級(jí)兔子等所不具備的功能，具有一定的價(jià)值。
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一、音頻信息隱藏技術(shù)概述
音頻信息隱藏技術(shù)在軍事通信中的使用，主要是通過將信息隱藏在公開音頻信息中，通過公開音頻信息傳輸來實(shí)現(xiàn)的。要想確保信息的真實(shí)性和安全性，必須要對(duì)信息進(jìn)行加密處理，可以利用加密算法來進(jìn)行加密，將秘密信息嵌入到公開的音頻信息中，需要確保信息通過不會(huì)受到噪聲的干擾，防止傳輸?shù)男畔⒊霈F(xiàn)失真情況的產(chǎn)生。在進(jìn)行音頻信息傳輸?shù)倪^程中，可以通過軍事網(wǎng)絡(luò)或者民事網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳輸，在接到含秘音頻后，應(yīng)該運(yùn)用提取算法來進(jìn)行信息的收集和解密，讀出信息，完成隱蔽通信過程[1]。
二、音頻信息隱藏技術(shù)在軍事通信中的運(yùn)用
2.1在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
互聯(lián)網(wǎng)存在著較大的音頻文件，在進(jìn)行隱蔽信息傳輸?shù)倪^程中，應(yīng)該充分利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行音頻信息的傳輸，為隱蔽信息的傳輸創(chuàng)造了良好的途徑。在通信過程中，應(yīng)該運(yùn)用加密和隱藏算法，來實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻信息的加密處理，以便能夠快速的進(jìn)行信息的傳輸，即便是其它互聯(lián)網(wǎng)用戶進(jìn)行信息的下載，也無法獲取音頻信息資源，具有較強(qiáng)的隱蔽性功能。在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用可以通過網(wǎng)站方式、VOIP通話方式、電子郵件方式和在線傳輸后者離線傳輸方式來實(shí)現(xiàn)。不同的傳輸形式呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，因此應(yīng)該對(duì)的信息進(jìn)行了解，以便選取合理的信息形式。
2.2在有線電話網(wǎng)中的應(yīng)用
運(yùn)用有線電話網(wǎng)進(jìn)行信息的傳輸具有穩(wěn)定性和保密性的特點(diǎn)，能夠展現(xiàn)通信信息傳輸?shù)暮?jiǎn)單性特點(diǎn)，是當(dāng)前軍事通信信息傳輸?shù)闹匾问?，?duì)軍事信息保密具有重要意義。在實(shí)際的應(yīng)用中，主要是將雙方語音為載體，將秘密信息嵌入到雙方的語音信號(hào)中，在通信過程中能夠及時(shí)的進(jìn)行信息的提取，展現(xiàn)出通信的隱蔽性功能。在語音通信過程中，盡管是加密語音，也可以直接進(jìn)行通話，因?yàn)橥ㄔ挼膬?nèi)部不涉及秘密，如果被竊聽者聽取，也不會(huì)造成太大的影響。在有線電話網(wǎng)中進(jìn)行信息的傳輸，受到的干擾信號(hào)相對(duì)較小，不會(huì)造成信息失真現(xiàn)象的產(chǎn)生[2]。
2.3在無線通信網(wǎng)中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，在軍事行業(yè)被廣泛應(yīng)用。無線通信網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行信息傳輸?shù)闹匾问剑窃趯?shí)際的信息傳輸過程中，存在著受煩擾性強(qiáng)和信號(hào)易失真情況的產(chǎn)生，對(duì)音頻信息隱藏技術(shù)提出了更多的挑戰(zhàn)。為了防止音頻信息在無線通信傳輸中不會(huì)受到信息傳輸復(fù)雜性的影響，應(yīng)該在無線通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)隱蔽通信，允許信號(hào)存在失真的可能，并且信息的隱藏量不能太低，需要滿足當(dāng)前隱蔽通信的功能，需要加強(qiáng)對(duì)無線通信網(wǎng)中信息隱藏功能的研究。
2.4在軍事通信中的其它應(yīng)用
關(guān)鍵詞 信息隱藏；信息隱藏技術(shù)課程；案例教學(xué)
中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X（2016）22-0100-03
Research on Course Teaching of Information Hiding Technology based on Case Teaching//ZHANG Zhengwei， WANG Weimin， WU
Lifa
Abstract Case teaching is the combination of theoretical knowledge and practical application. It is a process which is guided by theory to
practice， which is beneficial to improve students’ ability to under-stand and grasp the information hiding theory. According to the cha-
racteristics of this course， this paper firstly points out that the modern
information hiding problems existed in the course teaching， then carries on the system analysis the feasibility and necessity of the course， application of case teaching method， and the information hiding teaching into the teaching case of the methods， steps and matters needing attention are discussed.
Key words information hiding； course of information hiding techno-
logy； case teaching
1 引言
信息隱藏是隱蔽通信和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等的主要手段。信息隱藏技術(shù)課程是一門實(shí)踐性和理論性都較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)信息專業(yè)課程，可作為高等院校具有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的信息安全專業(yè)、通信工程專業(yè)、密碼學(xué)專業(yè)及計(jì)算機(jī)專業(yè)的研究生或高年級(jí)本科生教程，其基本知識(shí)涉及數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、人工智能、圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等多個(gè)學(xué)科。在實(shí)際教學(xué)中，由于課時(shí)數(shù)有限，不能將課本知識(shí)面面俱到，為了保證課堂教學(xué)質(zhì)量，通常教師會(huì)采用“教師課堂授課―教師課堂案例演示―學(xué)生課下模擬”這一傳統(tǒng)的教學(xué)方式，以教師講授為主，以學(xué)生學(xué)習(xí)和模仿為輔。采用案例教學(xué)法進(jìn)行課堂教學(xué)[1]，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，增強(qiáng)學(xué)生思維效力，改善學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的融會(huì)貫通能力。
案例教學(xué)法旨在增強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，注重于實(shí)際應(yīng)用。案例教學(xué)法是由哈佛大學(xué)在20世紀(jì)20年代提出來的，其主要采用一種新穎案例方式來完成課堂教學(xué)[2]。通過這種模式教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、積極思考探索、主動(dòng)參與集體討論并取得很好的效果。
普通本科院校鑒于其教育及管理定位，易造成學(xué)生基本理論知識(shí)不夠完善、應(yīng)用實(shí)踐能力較弱，如何提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力，以更好滿足社會(huì)對(duì)高素質(zhì)人才要求的需求，是當(dāng)前普通高等教育亟待探究的關(guān)鍵所在[3]。在信息隱藏技術(shù)課程教學(xué)中采用案例法教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。將項(xiàng)目案例運(yùn)用到課堂教學(xué)[4]，能使學(xué)生更加體會(huì)到成功的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，有助于增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。
2 信息隱藏技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題
信息隱藏技術(shù)作為計(jì)算機(jī)信息類專業(yè)的一門核心課程，有著較強(qiáng)的理論性和應(yīng)用實(shí)踐性。
理論性偏強(qiáng)，數(shù)學(xué)知識(shí)掌握要求高 信息隱藏技術(shù)這門課程雖然內(nèi)容繁雜，但可以通過分析處理數(shù)字信號(hào)的方式和過程進(jìn)行授課。信號(hào)可以看作一個(gè)二維有界向量，可以在空域或頻域?qū)ζ溥M(jìn)行分析處理，因此，有關(guān)信號(hào)處理理論和方式都能應(yīng)用到信息隱藏上來。信息隱藏技術(shù)具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，需要學(xué)生掌握較好的基礎(chǔ)知識(shí)，這對(duì)普通高校學(xué)生來說存在較大壓力。同時(shí)，許多原理、公式演算和模型構(gòu)建貫穿整個(gè)課程，其內(nèi)容學(xué)習(xí)起來枯燥無味，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，影響學(xué)習(xí)效果。
實(shí)踐技能偏弱，應(yīng)用能力不強(qiáng) 信息隱藏技術(shù)是一門理論與實(shí)踐相輔相成、緊密結(jié)合的專業(yè)性課程，這要求學(xué)生不僅要了解和掌握信息隱藏基本概念和原理，而且應(yīng)具備較強(qiáng)的編程應(yīng)用能力，能夠通過編程實(shí)現(xiàn)各種信息隱藏處理。經(jīng)歷這些年的教學(xué)研究，筆者深感學(xué)生的編程實(shí)踐技能有待提高，即便完成本科階段學(xué)習(xí)，也很難實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單算法，更談不上用所學(xué)知識(shí)去完成一個(gè)綜合的、系統(tǒng)的開發(fā)任務(wù)。
相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí) 信息隱藏主要是利用相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)將信息隱藏到某一載體中。該門課程主要采用工程實(shí)踐的原理、算法及相關(guān)技術(shù)來完成信息的嵌入與提取。因此，該門課程涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，如矩陣論、密碼學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、信號(hào)分析與處理等。學(xué)生在學(xué)習(xí)該門課程時(shí)，由于并沒有對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，因此較難理解和掌握這門課程。
3 案例教學(xué)法的含義
案例教學(xué)法是一種以案例設(shè)計(jì)與分析為基礎(chǔ)，結(jié)合課堂講授的教學(xué)方法。教師在教學(xué)中充當(dāng)啟蒙者和激勵(lì)者的角色，誘導(dǎo)學(xué)生積極思考問題和解決問題。區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)法，案例教學(xué)法要求教師根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要，設(shè)計(jì)并選擇適當(dāng)案例，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析和探討，并進(jìn)行實(shí)踐操作的教W過程。在這一過程中，學(xué)生是主體，教師是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的指路人。選擇什么樣的案例，決定了該教學(xué)法能否取得成功。課堂授課是對(duì)案例決策、案例分析與選擇的關(guān)鍵，可以激發(fā)學(xué)生思維，提高動(dòng)手能力。課后案例分析報(bào)告則是經(jīng)由案例教學(xué)達(dá)成教學(xué)目的的保證。案例教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別如表1所示。
信息隱藏技術(shù)作為一門專業(yè)課程，其內(nèi)容相對(duì)比較抽象和枯燥。傳統(tǒng)授課通常采用“課堂講授，課堂演示”的教學(xué)模式，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，導(dǎo)致理論記憶不深。該課程偏重工程應(yīng)用研究，而目前使用的教材其內(nèi)容側(cè)重基礎(chǔ)理論且算法較為陳舊，學(xué)生在學(xué)習(xí)該門課程后無法應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)習(xí)熱情不高。近幾年，學(xué)校雖已逐漸重視對(duì)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)能力的培養(yǎng)，但也僅僅是機(jī)械地對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行編程操作，屬于被動(dòng)的對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。跟課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新性要求不高，學(xué)生實(shí)際操作還有待加強(qiáng)。
4 案例設(shè)計(jì)
案例教學(xué)法是一種以案例設(shè)計(jì)與分析為主、理論知識(shí)講解為輔的教學(xué)模式。授課中要求以案例為中心，激發(fā)教師和學(xué)生的積極性和能動(dòng)性，突出學(xué)生的主動(dòng)性。
設(shè)計(jì)原則 案例教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，注重培養(yǎng)學(xué)生思維創(chuàng)新能力，能夠較好地解決一些實(shí)際問題。項(xiàng)目設(shè)計(jì)要體現(xiàn)“以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，教師課堂講授為輔”的教學(xué)理念，擺脫過去那種“以教師講授為主，學(xué)生學(xué)習(xí)和模仿為輔”的傳統(tǒng)教學(xué)思想。任課教師要盡可能設(shè)計(jì)出一些帶有誘發(fā)性、啟導(dǎo)性和思維性的項(xiàng)目，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣。
1）目的性。信息隱藏技術(shù)課程是一門工程應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手操作能力要求較高，需要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐性技能，通過工程實(shí)踐教學(xué)來提高學(xué)生的理論知識(shí)掌握能力。為了更好地提高學(xué)生的應(yīng)用技能，案例的選擇與設(shè)計(jì)必須遵循教學(xué)目的和教學(xué)大綱。
2）真實(shí)性。以能滿足實(shí)際應(yīng)用為探討目標(biāo)，理論聯(lián)系實(shí)踐，將社會(huì)實(shí)際應(yīng)用問題引入課堂中，有利于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。這將為學(xué)生未來從事相關(guān)開發(fā)與研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3）代表性。考慮到信息隱藏技術(shù)課程教學(xué)學(xué)時(shí)有限，不能面面俱到講解課程所有知識(shí)點(diǎn)，因此，所選取或設(shè)計(jì)的教學(xué)案例應(yīng)具有專一性、實(shí)時(shí)性、代表性和可操作性，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題和思維創(chuàng)新能力。
4）實(shí)用性。信息隱藏技術(shù)課程主要講解的是信息嵌入、信息提取和篡改定位等相關(guān)內(nèi)容，這要求所選取案例一定要結(jié)合實(shí)際，滿足社會(huì)實(shí)際應(yīng)用的要求。
5）生動(dòng)性。信息隱藏技術(shù)課程其理論原理相對(duì)較為枯燥，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。將客觀枯燥的原理通過生動(dòng)的案例進(jìn)行形象描述，這將有助于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣。
案例設(shè)計(jì)的基本方法 信息隱藏技術(shù)案例教學(xué)主要圍繞案例準(zhǔn)備、案例實(shí)施、案例評(píng)價(jià)等幾個(gè)步驟展開。
1）案例準(zhǔn)備。教師需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)出一個(gè)能充分激發(fā)學(xué)生興趣、提高動(dòng)手能力的案例。教師和學(xué)生對(duì)此案例進(jìn)行溝通理解，劃分小組，指定組長(zhǎng)，明確各組員任務(wù)。通過組內(nèi)成員共同撰寫目標(biāo)，明確各自不同的興趣，確定任務(wù)和預(yù)期效果。
2）案例實(shí)施。首先，教師要組織學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析理解，通過各組的討論、分析并提出實(shí)施思路。其次，教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)施思路進(jìn)行針對(duì)性講解后，要求學(xué)生對(duì)實(shí)施思路進(jìn)行討論修改，并提出修改方案。最后，由學(xué)生各組共同協(xié)作完成案例制作。在制作過程中，教師要不斷激勵(lì)學(xué)生要勇于創(chuàng)新、突破自我，充分發(fā)揮想象力。
3）效果評(píng)價(jià)。案例效果評(píng)價(jià)主要用來檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。不能用單一的評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)案例教學(xué)法的優(yōu)劣，需要倡導(dǎo)學(xué)生的主體地位，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，分層進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)需要展開團(tuán)隊(duì)互評(píng)及個(gè)人自評(píng)等形式。案例教學(xué)法以學(xué)生學(xué)習(xí)為主體，存在多個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，需要教師對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄，了解和掌握學(xué)生的實(shí)際操作情況，并予以指導(dǎo)。
5 案例教學(xué)法在信息隱藏技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用
案例教學(xué)法既能有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力，又能加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，貫穿于信息隱藏技術(shù)課程教學(xué)的全過程。首先，通過案例來講解信息隱藏的基本原理，將一個(gè)典型的、易于理解的和具有實(shí)際應(yīng)用意義的案例引入教學(xué)中，將復(fù)雜的概念用形象生動(dòng)的案例來進(jìn)行闡述。其次，不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有所差異，需對(duì)不同學(xué)生設(shè)置相對(duì)應(yīng)要求。通過對(duì)案例教學(xué)法的初步引入，教師對(duì)學(xué)生的編程、分析問題能力有了初步了解。通過對(duì)不同層次的學(xué)生設(shè)置不同的教學(xué)規(guī)程，運(yùn)用案例教學(xué)法才有可能真正提高不同層次學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力。
前期 就信息隱藏技術(shù)而言，案例教學(xué)法因該課程涉及內(nèi)容廣、深，相應(yīng)算法復(fù)雜，而使教學(xué)過程變得煩瑣。如果在案例教學(xué)法的初始階段就要求學(xué)生完全獨(dú)立編程，實(shí)現(xiàn)某一算法，容易打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和降低學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生畏難心理，這將很難取得較好的教學(xué)效果。因此，該階段教師可以多提供易懂代碼給學(xué)生，讓學(xué)生在模擬編程中感受課程學(xué)習(xí)的樂趣。在經(jīng)過一段練習(xí)實(shí)踐后，學(xué)生的編程能力會(huì)有所增強(qiáng)，此時(shí)可適當(dāng)減少所供代碼比例。
中期 該階段是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐編程能力的重要時(shí)期，其案例內(nèi)容的設(shè)計(jì)與選擇需因不同類型學(xué)生的差異而有所改變。
1）對(duì)于有一定編程能力的學(xué)生，教師可以提供一些參考資料，讓學(xué)生自主編寫一些基礎(chǔ)程序。
2）具有一定分析能力但編程能力一般的學(xué)生，可以通過對(duì)算法原理分析來對(duì)教師提供的部分代碼做適當(dāng)改進(jìn)，以驗(yàn)證改進(jìn)算法的優(yōu)越性。
3）信息隱藏實(shí)驗(yàn)在信息嵌入時(shí)，有時(shí)為了提高算法性能，需要調(diào)整嵌入?yún)?shù)，這時(shí)就可以讓編程能力相對(duì)較弱的學(xué)生完成數(shù)據(jù)驗(yàn)證與分析的任務(wù)。
后期 案例教學(xué)法的案例內(nèi)容必須具備完整性、實(shí)用性和系統(tǒng)性，這將很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。案例教學(xué)法可以讓學(xué)生積極參與其中，營(yíng)造團(tuán)隊(duì)合作的良好氛圍[5]。隨著學(xué)生綜合能力的提高，可在后期安排課程實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等相關(guān)任務(wù)讓學(xué)生來完成，如水印嵌入、水印提取等。課后可以通過相關(guān)通信媒介來加強(qiáng)學(xué)生之間的討論以及師生間的交流，這樣做可以減少課堂討論時(shí)的不可控因素，節(jié)約課時(shí)，以提高學(xué)生動(dòng)手操作能力。
6 總結(jié)
案例教學(xué)法可以將理論和實(shí)踐更好地結(jié)合起來，不僅可以很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且改善了傳統(tǒng)課程授課的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生想學(xué)、愛學(xué)、學(xué)而不厭的態(tài)度。學(xué)生通過對(duì)案例進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)，可以更好地加深對(duì)課程理論知識(shí)的理解。案例教學(xué)法可以使學(xué)生參與實(shí)際應(yīng)用，解決社會(huì)現(xiàn)實(shí)問題，達(dá)到學(xué)以致用的目的。案例教學(xué)法是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法的有益擴(kuò)充，信息隱藏技術(shù)的基本原理必須通過教師課堂講授，學(xué)生才能牢固掌握，才能更好地去指導(dǎo)實(shí)踐。
淮陰工學(xué)院將案例教學(xué)法運(yùn)用到信息隱藏技術(shù)課程教學(xué)中并已取得顯著效果。教學(xué)實(shí)踐表明，案例教學(xué)法改變了傳統(tǒng)教學(xué)中以教師課堂講授為主的教學(xué)方式，以學(xué)生為中心，誘導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣。案例教學(xué)法有效地改善了教學(xué)體系，提高了教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生更全面地掌握信息隱藏算法所涉及的相關(guān)認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)教學(xué)法在理論教學(xué)、保持系統(tǒng)完整性方面有著案例教學(xué)法無法替代的功效。因此，將兩種教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合、相輔相成，才能在教學(xué)上獲得更好的效果?！?/p>
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：免疫水?。?可逆隱藏； 小波變換； 控制因子；直方圖平移；授權(quán)文件
中圖分類號(hào)： TP309. 2
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
0 引言
免疫數(shù)字水印是一種弱可逆數(shù)字水印，其基本框架算法[1]是：當(dāng)原始圖像嵌入水印之后，最終得到的圖像發(fā)生較大的失真，使其失去使用價(jià)值，如此一來，攻擊者無法利用最終公開的含水印的圖像；另一方面，如果水印的提取端是可信的用戶，則可以獲得由水印嵌入端用戶給予的授權(quán)信息，并利用這些授權(quán)信息從圖像中得到正確的原始圖像和嵌入的水印信息。由于圖像沒有使用價(jià)值，所以很多常用的水印攻擊算法對(duì)其無法使用，即使遭受到攻擊，算法中使用的恢復(fù)碼也可以保證算法的安全性而使得攻擊者不能得到正確的原始圖像。因此該數(shù)字水印有天生的免疫性，能有效地遏制非法復(fù)制和篡改。可逆信息隱藏有著傳統(tǒng)水印沒有的特點(diǎn)，它不僅可以提取出嵌入的水印信息，還可以完全無損地精確恢復(fù)源信號(hào)。其主要的算法有兩種：基于差值擴(kuò)展的可逆水印算法[2]和基于直方圖平移的可逆水印算法[3]。其中，直方圖平移以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、效率高而受到了很多研究者的關(guān)注。王俊祥等[4-5] 對(duì)直方圖平移算法的性能進(jìn)行了分析并在此基礎(chǔ)上提出了高性能的直方圖平移算法。還有很多研究者將直方圖平移和差值擴(kuò)展相結(jié)合以達(dá)到增大嵌入容量的目的，比如Tai等[6]，Tsai等[7]和Lin等[8]都提出了將直方圖平移和預(yù)測(cè)差值結(jié)合的算法來擴(kuò)大可逆水印的嵌入容量，達(dá)到了較好的效果。Jung等[9]提出了基于人類視覺系統(tǒng)的直方圖可逆水印算法，該算法減小了最終圖像的失真。Weng等[10]提出了在進(jìn)行直方圖平移算法之前對(duì)于待嵌入的宿主進(jìn)行預(yù)處理，這樣也可以增大嵌入容量并減小失真?？赡鏀?shù)字水印在實(shí)際應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用[11-13]。本文綜合考慮免疫數(shù)字水印和可逆隱藏的特點(diǎn)，提出了一種可以在免疫水印框架下進(jìn)行的可逆水印算法，既可以克服現(xiàn)有免疫水印不能精確恢復(fù)原始圖像的缺點(diǎn)，又為單純的可逆水印算法找出了一個(gè)新的應(yīng)用方向。
為了增強(qiáng)水印的抗干擾能力和提高嵌入容量，受一些水印算法的啟發(fā)[14-15]，本文提出的算法將在圖像的小波域上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
1 算法描述
小波變換作為圖像處理中的一種常見技術(shù)，可以分離出圖像的低頻信息和高頻信息等，這兩部分分別保存了圖像的主要信息和次要信息。一般情況下，圖像經(jīng)過一次小波變化后會(huì)形成可LL1、LH1、HL1和HH1四個(gè)區(qū)域。在這四個(gè)區(qū)域之中，LL1作為最低頻信息部分，含有圖像的最主要信息，HH1作為最高頻部分含有圖像信息中最次要的部分。雖然按照小波變換的原理，其變換過程可以無限次進(jìn)行下去，但是在本文算法中，一級(jí)小波變換所含有的容量已經(jīng)足夠。
根據(jù)免疫水印的算法模型，用于嵌入水印的小波系數(shù)需滿足以下兩個(gè)條件：信號(hào)處理和噪聲干擾不能過多地改變小波系數(shù)；為了避免嵌入一定強(qiáng)度的水印后引起原始圖像視覺質(zhì)量的明顯改變，需要較大的感官容量。為了滿足這兩個(gè)條件，將水印嵌入到經(jīng)過一級(jí)小波變換的LH1、HL1以及HH1三個(gè)非低頻頻帶中。
1.1 圖像小波域上水印嵌入算法
在嵌入端，算法包含如下步驟：
1）提高算法安全性。在水印嵌入之前，對(duì)水印圖像使用N次Arnold變換進(jìn)行置換處理，如圖1所示。
1）在嵌入輪次r和“峰值—零值”對(duì)的數(shù)量p相同的情況下，分塊大小越大，其控制因子越小，得到的圖像和原始圖像的差距越小，如上圖中第一行、第二行和最后一行圖3（a）、（b）、（e）。
2）在圖像分塊大小b和嵌入輪次r相同的情況下，“峰值—零值”對(duì)的數(shù)量p越大，其控制因子越大，造成最后圖像的失真越大，如上圖中第三行和第四行所示圖3（c）、（d）。
3）在圖像分塊大小b和“峰值—零值”對(duì)的數(shù)量p相同的情況下，嵌入輪次r越多，其控制因子越大，造成最后圖像的失真越大，如上圖中第二行和第三行所示圖3（b）、（c）。
4）若控制因子太小，如圖中第一行3（a），最終得到的圖像在視覺上和原始圖像差別非常小。這種圖像雖然也嵌入了水印，但是其不能滿足免疫水印算法框架的要求。若控制因子太大，如圖3（e），這時(shí)已經(jīng)失真過于嚴(yán)重，基本沒有任何使用價(jià)值。這兩種控制因子下得到的圖像都不符合免疫的算法框架要求，所以不能選用這樣控制因子。
在提取端，用戶通過圖像確認(rèn)自己是否想獲得原始圖像，如果確認(rèn)想查看原始圖像，提取端可以向發(fā)送端提出請(qǐng)求發(fā)送相關(guān)授權(quán)文件，發(fā)送端通過認(rèn)證提取端是否合法決定是否發(fā)送授權(quán)文件。在得到授權(quán)文件后，首先使用可逆水印算法提取出含水印圖像和加密壓縮補(bǔ)償向量，接著再按照前文所述的提取算法通過補(bǔ)償向量提取出水印和原始圖像。由于補(bǔ)償碼是經(jīng)過安全處理的，提取端如果強(qiáng)行恢復(fù)，則無法獲得正確有意義的原始圖像。所以在沒有授權(quán)文件的情況下，提取端用戶很難獲取正確的原始圖像。圖5（a）和（b）分別顯示了從使用控制因子為0.19得到的圖像正確恢復(fù)和強(qiáng)行恢復(fù)的airplane圖像。
如果圖像遭到攻擊（比如噪聲、裁剪等攻擊后），這樣會(huì)使得最終提取出來的壓縮向量發(fā)生變化。雖然按照提取算法同樣也可以得到一個(gè)圖像與水印，但是并不能判斷得到的是否正確，因此用戶恢復(fù)時(shí)，還需要與原始水印進(jìn)行比較，如果和原來的水印不一致，則說明得到的不是正確圖像。
4 結(jié)語
本文在免疫水印算法模型的框架下，提出了一種在小波域上采用可逆隱藏實(shí)現(xiàn)可完整精確恢復(fù)原始圖像的具體算法。通過結(jié)合小波變換和可逆水印算法本身所擁有的特點(diǎn)來計(jì)算控制因子，達(dá)到控制嵌入深度的目的，使得嵌入端可以控制最后圖像的失真程度；并且通過置亂加密等安全措施，保證了只有合法的接收端可以獲得正確的原始圖像。根據(jù)該算法
的特點(diǎn)，它可以應(yīng)用于需要精確圖像的領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)圖像、
軍事圖像等。
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教學(xué)目標(biāo):
1.了解藏書票和藏書印的發(fā)展和功能、特點(diǎn)及作用。
2.
學(xué)習(xí)制作一枚藏書票或藏書印。
3.
通過欣賞、繪畫、制作，提高學(xué)生的審美趣味，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造表現(xiàn)力，弘揚(yáng)我國(guó)傳統(tǒng)文化。
教學(xué)重難點(diǎn):
重點(diǎn):
通過欣賞、討論了解藏書票和藏書印的意義與作用，自己動(dòng)手制作一件藏書票或藏書印。
難點(diǎn):藏書票和藏書印的版面設(shè)計(jì)。
教學(xué)準(zhǔn)備：
彩紙、彩筆、剪刀、膠棒、有關(guān)藏書票和藏書印的資料、電腦課件等。
教學(xué)過程
課前交流：搜集資料，以小組為單位進(jìn)行交流，交流自己搜集的有關(guān)藏書票和藏書印的資料。
一、導(dǎo)入
師
：“書是人類進(jìn)步的階梯”。上一節(jié)課我們?yōu)樽约合矚g的書籍畫了插圖。這節(jié)課我們繼續(xù)來學(xué)習(xí)?《藏書票和藏書印》。
師
：哪個(gè)小組來交流一下藏書票的資料？
預(yù)設(shè)：藏書票是圖書收藏者用以表明書籍持有的標(biāo)記之一，一般貼或印在書的扉頁(yè)上。
設(shè)計(jì)意圖：通過自學(xué)使學(xué)生了解藏書票和藏書印的發(fā)展歷史。通過談話引入，使學(xué)生對(duì)本課內(nèi)容產(chǎn)生興趣。
二、新授
師
：藏書票是誰最早發(fā)明的？
學(xué)生介紹藏書票。
師
：原來藏書票和同學(xué)們一樣這么有愛心。你們還搜集了哪些藏書印的資料？
學(xué)生介紹藏書印的資料。
師：看來大家對(duì)藏書票的了解還真不少！那么拿出桌面上為大家準(zhǔn)備的圖片，小組觀察、討論、交流，圖片中的藏書票和藏書印都有什么特點(diǎn)？它們是由哪幾部分組成？
學(xué)生欣賞圖片，小組交流討論，總結(jié)發(fā)言。找出它們的特點(diǎn)和組成。
板書：藏書票和藏書印的組成：圖案、文字、EX-LIBRIS
設(shè)計(jì)意圖：欣賞作品，加深對(duì)藏書票和藏書印的理解。
總結(jié)：看來同學(xué)們對(duì)藏書票和藏書印的特點(diǎn)有了更近一步的認(rèn)識(shí)。下面老師課下錄制了一段藏書票的制作方法，我們一起來看一看。
1.選擇合適的制作材料。
2.選定要表現(xiàn)的主要內(nèi)容。
3.繪畫、涂色、寫好國(guó)際通用標(biāo)志。
4.修改完成。
三、設(shè)計(jì)制作，教師輔導(dǎo)
師：同學(xué)們，你們想怎樣設(shè)計(jì)呢？小組交流一下你的想法。
預(yù)設(shè)：我想設(shè)計(jì)一個(gè)**藏書票，我會(huì)以**為圖案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并寫上**藏書和EX-LIBRIS標(biāo)志。
預(yù)設(shè)：我想設(shè)計(jì)一個(gè)**印，把我自己的名字刻出來，多帥啊！
設(shè)計(jì)意圖：通過討論、分析使學(xué)生在制作時(shí)能夠更清楚地把握二者之間的區(qū)別，進(jìn)行有針對(duì)性地設(shè)計(jì)或制作。
師：我們來看一下這節(jié)課的課堂活動(dòng)。（電腦課件）
課堂活動(dòng)：以小組為單位，動(dòng)手設(shè)計(jì)制作一枚屬于自己的藏書票或藏書印。
要求：1、設(shè)計(jì)時(shí)要盡量做到構(gòu)圖合理、圖形簡(jiǎn)潔、構(gòu)思新穎。
2、注意安全，保持教師環(huán)境衛(wèi)生。
學(xué)生創(chuàng)作，教師及時(shí)對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題進(jìn)行輔導(dǎo)。
四、展示、評(píng)價(jià)作品
師：小組內(nèi)先自評(píng)，你可以說出你的設(shè)計(jì)意圖，并說說對(duì)自己的作品是否滿意，為什么？
再將各組作品集中起來統(tǒng)一展評(píng)。以小組為單位，評(píng)出優(yōu)秀作品。
師：誰來說一說你們組的優(yōu)秀作品？談?wù)勀愕脑O(shè)計(jì)想法。
學(xué)生對(duì)自己的作品進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，其他同學(xué)對(duì)他的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。
師總結(jié)：同學(xué)們的設(shè)計(jì)真是太有創(chuàng)意了，真了不起！
這里的數(shù)據(jù)展現(xiàn)主要作用是以圖表、Dashboard等形式將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶；ETL負(fù)責(zé)將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)化、清洗、裝載進(jìn)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)負(fù)責(zé)執(zhí)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，并執(zhí)行前端展現(xiàn)工具提交的各種查詢分析任務(wù)。
在BI應(yīng)用中，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)類似于汽車的引擎，居于核心地位，它的性能高低直接決定了BI應(yīng)用的響應(yīng)速度。而在大型BI應(yīng)用中，性能是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題，特別是那些有著海量數(shù)據(jù)、需要完成復(fù)雜查詢?nèi)蝿?wù)的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)引擎的選擇就更為關(guān)鍵。
綜觀目前的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)市場(chǎng)，能提供這一個(gè)工具的供應(yīng)商并不多，一線的廠商主要有Teradata、IBM、甲骨文、Sybase、微軟等。盡管同為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)引擎，但是這些供應(yīng)商各自所走的技術(shù)路線也并不同，不同的技術(shù)也導(dǎo)致了它們的產(chǎn)品具有完全不同的特點(diǎn)。
Teradata應(yīng)該算最為特立獨(dú)行的一個(gè)，Teradata數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)主要運(yùn)行在NCR WorldMark SMP硬件的Unix操作系統(tǒng)平臺(tái)上，它的高性能主要通過Teradata與NCR硬件平臺(tái)海量并行處理服務(wù)器結(jié)合，以及采用特有BYNET協(xié)議和查詢優(yōu)化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)并行等機(jī)制。由于采用一些專有的硬件和技術(shù)，因此價(jià)格較高，是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的“貴族”。
IBM、甲骨文和微軟的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)引擎屬于同一類，它們都提供數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，其數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)引擎和數(shù)據(jù)庫(kù)引擎從技術(shù)上說有很多相似之處。這種技術(shù)路線給它們帶來的好處是，其數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)解決方案很自然地是從數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)拓展和延伸而來的，集成性和延續(xù)性比較突出。
與IBM、甲骨文和微軟相比，Sybase也同時(shí)提供數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)產(chǎn)品，但是，Sybase的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)引擎卻走了一條與IBM、甲骨文完全不同的技術(shù)路線。其中最大的不同就是在Sybase數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)引擎（即Sybase IQ）中采用列存儲(chǔ)架構(gòu)，而所有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)引擎廣泛采用的則是行式存儲(chǔ)。
