密码学在信息隐藏技术中有哪些应用？

1的版权保护

随着通信技术的飞速发展，信息安全问题变得十分突出，数字作品(如计算机艺术、扫描图像、数字音乐、视频和三维动画)的版权保护成为当前的热点。由于复制和修改一部数字作品是非常容易的，而且可以和原作一模一样，所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的方法来增加版权标记，但这种明显可见的标记很容易被篡改。数字水印的出现是利用数据隐藏的原理，使版权标志不可见或不可闻，既不损害原作，又达到版权保护的目的。换句话说，数字水印技术直接嵌入一些与多媒体内容相关或无关的标记信息，但不影响原始内容的使用价值，也不容易被人感知或注意到。通过多媒体内容中的这些隐藏信息，人们可以确认内容的创作者和购买者，并检查信息是否真实完整。数字音频水印技术是信息隐藏技术的一个重要研究方向。

要保密的信息在不影响正常收听效果的情况下(即具有听觉透明性)，通过特殊算法嵌入音频中，使人无法察觉和破坏这类信息。想用的时候可以在电脑上用同样的方法提取。通过隐藏在音频内容中的信息，可以判断对象是否受到保护，监控受保护数据的传播，鉴别真伪，解决版权纠纷，为法院提供认证证据。目前的数字音频水印技术具有追踪非法拷贝的功能，但不能防止盗版。从技术上来说，当你购买一首声音作品时，你需要在开票的过程中输入你的基本信息，甚至收款人可以拍下买家的照片，并将这些信息嵌入歌曲中。当然这涉及到隐私问题，所以这些信息只能在盗版和版权保护的情况下使用，不能在其他情况下使用。这和电信公司需要客户信息是一个道理。如果市场上有盗版，司法机关会买一个，提取里面的水印，知道发行的源头是谁。如果这能在法律上实现，人们购买音频作品就要多走一道程序，就像去医院挂号，去电信开电话填表一样。人们可能需要一段时间来认同这一程序并打击盗版。

2数字签名

数字签名建立在公钥加密系统的基础上，数字签名生成中涉及的运算方式称为哈希函数，也称“哈希函数”。哈希函数实际上是一个数学计算过程。这种计算过程基于一种计算方法，该方法以“散列函数值”或“散列函数结果”(通常称为“信息汇总”或“信息标识”)的形式创建信息的数字表达式或压缩形式。在安全哈希函数(有时称为单向哈希函数)的情况下，实际上无法从已知的哈希函数结果推导出原始信息。因此，hash函数的作用可以使软件对较少的、可预测的数据进行操作生成数字签名，同时与原始信息内容保持高度的相关性，有效保证信息经过数字签名后未被修改。

所谓数字签名，就是只能由信息的发送方生成，他人无法伪造的数字串。也是对发送方发送信息真实性的证明。在对文档或任何其他信息进行签名时，签名者必须首先准确定义要签名的内容的范围。然后，签名人软件中的哈希函数会计算出签名信息的唯一哈希函数结果值(出于实用目的)。最后，签名者的私有密码用于将散列函数结果值转换成数字签名。生成的数字签名对于签名信息和用于创建数字签名的私有密码都是唯一的。

数字签名(消息散列函数结果的数字签名)附在消息上，并与消息一起存储和传输。然而，它也可以作为一个单独的数据单元存储和传输，只要它能与相应的信息保持可靠的连接。因为数字签名对于它签署的信息是唯一的。

3数字指纹

数字指纹技术是近年来发展起来的一种新的数字产品版权保护技术。数字指纹是指一种数字作品的版权保护技术，它利用数字作品中普遍存在的冗余性和随机性，在每一份分发的数据拷贝中引入一定的错误，使拷贝具有唯一性，从而在发现非法的再分发拷贝时，可以根据拷贝中的错误追踪到不诚实的原始购买者。

一般来说，引入的错误是指与用户和某个购买过程相关的信息。当发布者发现非法发布的授权信息时，可以根据该信息跟踪非法发布的用户。数字指纹系统可分为算法和协议两部分，其中算法包括指纹编码、解码、嵌入、提取和数据分发策略，而协议部分规定了实体如何交互以实现各种特征的数据分发和跟踪系统。

4广播监控

韩国广播公司技术研究所(KBS TRI)开发的水印系统在MPEG-2压缩之前将版权信息嵌入到未压缩的视频流中，并在没有原始视频的情况下检测接收到的视频中的水印。使用安全密钥生成水印和水印嵌入位置。每个像素嵌入水印的强度由人类不可见的视觉系统决定。KBS公司的水印技术满足了不可见性、鲁棒性和安全性的要求。广播内容中的水印可以识别原始广播者并检测内容的非法复制和未授权重用。

对于标清视频，视频中作为水印嵌入的信息是64位版权标识符；对于高清视频，是128位版权标识符。版权标识符的水印位由用于水印系统安全性的安全密钥生成。数字电视传输中，水印在MPEG-2压缩前嵌入到视频序列的空间域中。因此，水印必须能够承受MPEG-2压缩。水印的不可感知性由水印强度决定。对于不可感知性，我们希望水印强度尽可能低，对于鲁棒性，我们希望水印强度尽可能高。因此，水印系统的设计总是在不可感知性和鲁棒性之间进行折衷。因此，根据人类视觉系统，水印强度被设计为在每个像素处不同。在传输的MPEG-2流中检测水印。检测算法需要30帧以上的视频。非法用户可以对包含水印的数字内容进行各种攻击。因此，KBS公司的水印系统是为了满足鲁棒性的要求而设计的。

随着信息技术和数字技术的进步，在数字电视的传播环境中，数字电视内容的版权保护变得越来越重要。水印技术被认为是地面数字电视最可行的解决方案。

5.安全通信

数字水印技术也可以应用于信息的安全通信。保密通信在情报、军事等领域发挥着重要作用。系统必须保证双方能够正常通信，通信内容不会被敌方窃取。传统上，保密通信主要通过密码技术来实现。因此，为了国家安全，各国都不遗余力地发展自己的密码技术来保证保密通信的安全。随着网络技术的发展，普通用户也希望自己在网络上的通信不被第三方窃听，于是密码技术走出了军方的黑匣子，越来越多的被运用到网络中。然而，即使是精心设计的密码算法，仍然有可能被敌人破解。更严重的是，我们很难察觉密码已经被破解，继续使用这个密码发送信息将会极其危险。另一方面，如果敌人检测到信道上传输密文，即使短时间内无法破解，也会故意破坏我们的通信信道，阻止我们的通信。如果我们的情报人员在国外搜集信息，通过密码发送文件很容易暴露身份。因此，秘密通信不仅要满足保密性的基本要求，而且要具有极大的隐蔽性，难以被察觉。

随着互联网的发展，世界各地的人们可以很容易地通过互联网发送电子邮件和各种文件，这是非常开放和不安全的。如果我们能把秘密信息隐藏在一些普通的文件中，比如图片、MP3、WAV。信息隐藏的载体可以看作是通信信道，要隐藏的信息可以看作是要传输的信号，信息的嵌入和提取分别可以看作是通信中的调制和解调过程。

由于很难检测到多媒体数据中数字水印信息的存在，所以在传输过程中可以将一些重要信息隐藏在普通的多媒体数据中，从而避免被第三方窃听和监听。通过普通互联网传输时，敌人将很难发现秘密信息的存在，因此他们不会主动破坏通信信道，从而确保通信安全。