隱寫術(shù)在高校核心文件收發(fā)中的探討

付三麗+黃恒一

摘 要：文中從保護(hù)高校核心文件收發(fā)安全的角度出發(fā)，對(duì)隱寫術(shù)與密碼術(shù)之間的應(yīng)用關(guān)系進(jìn)行探討，在此基礎(chǔ)上研究隱寫術(shù)在高校機(jī)密文件發(fā)送方和接收方之間信息傳遞的安全性。先將服務(wù)器中的重要文件通過文本轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換成文本；再在文本中按照接收方和發(fā)送方約定的算法添加特征值，將混合特征值的文本通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換為一串二進(jìn)制數(shù)字；最終結(jié)合隱寫術(shù)將待發(fā)送的信息隱藏于電磁波中發(fā)送，當(dāng)接收方接收到電磁波信息后，進(jìn)行逆向解調(diào)即可得出信息，從而防止機(jī)密信息在傳送過程中被非法篡改或泄露。

關(guān)鍵詞：二進(jìn)制；隱寫術(shù)；信息隱藏；文本

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）03-00-02

0 引 言

信息隱藏起源于隱寫術(shù)，主要用于保護(hù)重要的文件信息。早期人們用含淀粉的水寫字，用碘酒獲取隱藏的信息。隨著技術(shù)的發(fā)展，可將文本信息編碼、無線電編碼等一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)蘊(yùn)含在信息隱藏技術(shù)中，這一階段的信息隱藏主要用于軍事情報(bào)傳輸。目前隨著網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，計(jì)算機(jī)中文件的隱藏方法主要有數(shù)字水印、信息加密等。本文在探討隱寫術(shù)與密碼術(shù)之間的關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)上，研究了隱寫術(shù)在高校機(jī)密文件保存中的應(yīng)用[1]。

1 原理

通常而言，隱寫術(shù)與密碼術(shù)都用來保存信息，二者雖然工作原理不同，但在實(shí)際的信息隱藏過程中，二者緊密聯(lián)系。密碼術(shù)隱藏的是信息，而隱寫術(shù)隱藏的則是傳遞信息的過程[2]。這二者常常結(jié)伴出現(xiàn)。隱寫術(shù)將信息加密后，附在圖片等載體上發(fā)送出去，此舉的好處在于即使他人碰巧截獲了該圖片，也需耗費(fèi)大量精力才能將信息破解[3]。本文在研究密碼術(shù)與隱寫術(shù)的基礎(chǔ)上，探討利用隱寫術(shù)的高校機(jī)密文件如何在服務(wù)器中保存，以防止非法的用戶獲取、篡改機(jī)密信息等[4，5]。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 將隱藏文件轉(zhuǎn)換成數(shù)字文本

用一款數(shù)字文件轉(zhuǎn)換工具將服務(wù)器中的數(shù)字文件轉(zhuǎn)換成文本文件，這是雙向的，既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字文件轉(zhuǎn)換為文本文件，也可以將文本文件與數(shù)字文件進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換。服務(wù)器中需要隱藏的原始文件如圖1所示。打開圖2所示的數(shù)字文件轉(zhuǎn)換工具，點(diǎn)擊“請選擇要轉(zhuǎn)換的文件”欄中的“打開”，添加圖1所示文件，之后在“數(shù)字文本保存位置”欄選擇要保存轉(zhuǎn)換后文件的位置，點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)換”即可生成與原始文件對(duì)應(yīng)的文本，如圖3所示。

2.2 將文件數(shù)字文本添加文件校驗(yàn)碼

在轉(zhuǎn)換的數(shù)字文本文件中添加文件校驗(yàn)碼，以防止文件在不知情的情況下被篡改，也可以用于原始文件的情報(bào)校驗(yàn)[5]。在圖3所示的原始文件對(duì)應(yīng)文本中的第一行起始部分添加校驗(yàn)碼123456后，界面如圖4所示。

2.3 數(shù)字文本轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制

通過文本二進(jìn)制轉(zhuǎn)換軟件將混合校驗(yàn)碼的數(shù)字文本轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字[6]。將圖4中添加校驗(yàn)碼123456后的文本文件復(fù)制-粘帖到“Binary Converter Pro”的“File”欄，點(diǎn)擊“Text to binary”，即可生成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼，如圖5所示。點(diǎn)擊圖5右側(cè)中間的“Binary to text”按鈕，即可還原二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的文本，如圖6所示。從而實(shí)現(xiàn)了通過文本二進(jìn)制轉(zhuǎn)換軟件將混合特征校驗(yàn)碼的數(shù)字文本和二進(jìn)制數(shù)字代碼的雙向轉(zhuǎn)換。

2.4 摒棄加密術(shù)隱藏信息的理由

加密術(shù)隱藏信息的方法主要是通過加密算法[6，7]形成一串加密密文信息亂文，但一串雜亂無章的密文信息很容易引起黑客的懷疑，而使用隱寫術(shù)的目的就在于隱藏信息加密過程，使服務(wù)器中保存的文件看似和源文件相關(guān)性為零，最終做到隱藏信息于無形之中。

2.5 二進(jìn)制碼文件的變換

當(dāng)形成了二進(jìn)制碼文件時(shí)通過觀察可以發(fā)現(xiàn)所形成的碼文件是以8位二進(jìn)制代碼組成的一串二進(jìn)制數(shù)字串，當(dāng)以-1取代生成的二進(jìn)制文件中原先位為0的位。則待調(diào)制的碼文件轉(zhuǎn)換如圖7所示。

將圖7中生成的調(diào)制后的碼文件A，與一個(gè)收發(fā)雙方約定的偽隨機(jī)序列進(jìn)行調(diào)制，其中偽隨機(jī)序列為8位“+1-1......+1-1”隨機(jī)序列碼B按位相乘，得到的C即為待發(fā)送調(diào)制后的碼序列。三者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

C=A×B

式中隨機(jī)序列碼B增加了信息抗干擾力度。

2.6 二次調(diào)制電磁波接收發(fā)送文件

將待發(fā)送調(diào)制后的碼序列C與電磁波進(jìn)行二次調(diào)制，且規(guī)定碼元序列C中+1為+180°相位，-1為-180°相位，接收方通過約定規(guī)則逆向提取收到的電磁波。當(dāng)電磁波相位為+180°時(shí)對(duì)應(yīng)碼序列為+1，當(dāng)電磁波相位為-180°時(shí)對(duì)應(yīng)碼序列為-1。當(dāng)接收方恢復(fù)出二進(jìn)制碼文件調(diào)制形成的碼文件C之后，通過公式A=C×B再次解調(diào)出調(diào)制形成的信號(hào)，并通過0取代生成的二進(jìn)制文件中位為-1的碼位，從而解調(diào)出隱藏文件對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼元序列。

2.7 技術(shù)創(chuàng)新

本文嘗試從信息隱藏的過程來研究高校信息的保存問題，從保護(hù)高校核心機(jī)密的角度出發(fā)，嘗試用隱寫術(shù)的方法將服務(wù)器中的待隱藏文件通過加密信息的編碼方法，并結(jié)合保密方設(shè)定的特征值，將數(shù)字文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼序列，再結(jié)合隱寫術(shù)的方法將二進(jìn)制碼信息隱藏于一串“+1-1......+1-1”的碼序列中，將原始文件經(jīng)過多次代碼之間的變換以電磁波形式發(fā)送。

3 結(jié) 語

本文所探討的隱寫術(shù)隱藏高校機(jī)密信息的方法，比傳統(tǒng)的數(shù)字水印隱藏信息方法更簡單、方便。對(duì)于合法用戶而言，文本文件校驗(yàn)碼的唯一性與二進(jìn)制碼文件中的偽隨機(jī)碼序列加強(qiáng)了隱藏信息的安全性，且服務(wù)器中最終形成的 “+1-1 ......+1-1”碼序列與原始數(shù)字文件之間的關(guān)聯(lián)性幾乎為零。而通過隱寫方式對(duì)文件進(jìn)行保密存儲(chǔ)，則巧妙回避了目前流行的加密方式，不易引起黑客的注意[8，9]。

參考文獻(xiàn)

[1]周長英，曹鋒.基于數(shù)字水印的電子印章解決方案[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2010，32（7）：243-245.

[2]韓斌，方睿，甘剛.基于PKI和數(shù)字水印的電子印章解決方案[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006，22（27）：113-115.

[3]徐剛毅，喻建平，謝維信.密碼學(xué)與數(shù)字水印在電子印章中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2004，14（11）：36-38

[4]王飛，湯光明，孫怡峰.基于易損水印和數(shù)字簽名的電子印章系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004，21（4）：118-121.

[5]孫圣和，陸哲明，牛廈牧.數(shù)字水印技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2004：174-177.

[6]張國俊，白聚核.基于PKI的嵌入式電子印章系統(tǒng)[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，7（1）：7-9.

[7]黃恒一，付三麗，丁學(xué)用，等.LED光線編碼通信在信息隱藏中的研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015，5（11）：41-42.

[8]黃恒一，付三麗，丁學(xué)用，等.一種混合加密方法在文件隱藏中的應(yīng)用[J].海南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，28（1）：34-36.

[9]張?jiān)磦?，黃恒一，李炯，等.一種二重加密方法在信息存儲(chǔ)上的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（2）：80-82.

[10] Douglas R.Stinson，馮登國.密碼學(xué)原理與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003：78-83.