自从20世纪90年代初以来，信息隐藏技术作为信息安全中的重要课题引起了国际学术界的普遍重视。首先是对保护多媒体产品知识产权的数字水印研究急剧升温。从1995年开始，公开发表的数字水印方面的论文逐年呈指数上升，到20世纪90年代后期已出现大批高水平的研究成果，不少开发数字水印产品的公司也应运而生，其产品在不同领域得到了广泛的应用。近年来，数字水印技术仍保持着强劲的发展势头。 隐蔽通信或数字密写(steganography)是信息隐藏的另一个重要分支，其发展相对滞后一些。虽然早就出现了一些简单的密写方法，但对这一领域的深入研究是从世纪之交真正开始的。到目前为止，有关研究成果的发表已表现出明显的上升趋势。密写的目的是以表面正常的数字载体(如静止图像、数字音频和视频信号等)作为掩护，在其中隐藏秘密信息。额外数据的嵌入既不改变载体信号的视觉、听觉效果，也不改变计算机文件的大小和格式(包括文件头)，从而使隐蔽信息能以不为人知的方式进行传输。含密载体通常与大量正常的多媒体资 料混在一起，经过各种渠道特别是互联网传播出去。与传统的密码通信不同的是，这里“正在进行通信”这一事实本身也被隐藏起来。 针对密写这一隐蔽通信手段，反密写技术也迅速发展起来。反密写的首要目标是对多媒体信号进行统计分析，判断其中是否含有隐蔽信息，即进行密写分析(stegananalysis)。一般认为，只要隐蔽信息的存在性受到怀疑，那么所用的密写技术就是不安全的，或者说密写失败了。对密写的成功分析要比密写本身更加困难，因为各类数字载体数量巨大，嵌入方法又千变万化，从中搜寻隐蔽信息犹如大海捞针。另外，对密写还可以实施积极攻击(active attack)，即删除或破坏嵌入信息以达到阻止隐蔽通信的目的。 密写和反密写是互联网时代信息战的一项重要内容，对于信息安全具有重要意义。一方面，密写使保密通信更加安全。另一方面，随着网上信息量急剧增加，人们也注意到对信息新技术的恶意使用可能对社会安全造成严重威胁。 “九一一”事件以后，密写被国际恐怖组织用于传递敌对信息的可能性引起了研究人员和公众的强烈关注。此外，密写还能使恶意代码潜入对方信息系统并带来巨大的破坏作用。因此，密写和反密写受到各国政府、军方、情报部门、研究机构的高度重视，近两年来研究力度已经明显加大。将密写与反密写作为一项重要课题纳入信息安全研究的框架以应对日益尖锐复杂的信息战，已成为十分紧迫的任务。 由于密写是在一个数据量较大的数字载体中嵌入不可感知的附带信息，因此也有广泛的民用和商业前景，例如可望在新一代的视音频产品、远程教学、医学信号处理、移动多媒体通信等许多领域得到应用。 本书内容包括密写和反密写的原理、技术基础和主要方法，着重反映近年来国际上在这一领域的研究水平和动态，书中还包含了作者所在课题组近几年的研究成果。全书共11章。第1章为绪论。第2章扼要介绍信息隐藏技术的两个主要分支，即数字水印和数字密写，对它们的技术要求和性能指标进行比较。第3章至第7章分别介绍重要的密写和密写分析方法，包括最早出现且目前应用最广的LSB密写，基于调色板图像和JPEG图像的密写，利用扩频等技术、基于视觉特性的多种密写和密写分析技术。其中大部分是以图像为载体，有一些方法也可应用于数字音频信息。第8章讨论以音频为载体的密写和密写分析技术。第9章讨论对密写的积极攻击。第10章讨论密写编码，研究如何对原始载体作尽量小的改动来达到隐藏更多的秘密数据的目的，以及如何在保证安全性的前提下提高嵌入效率。第1l章从网络信息安全的角度讨论密写和反密写技术的作用和地位。 本书可供信息技术、通信工程、计算机、电子技术等领域中关注信息安全和多媒体应用的工程技术人员、科研教学人员、研究生和大学本科高年级学生使用。 承蒙周仲义院士在百忙之中审阅书稿并为本书作序，他的建设性意见对我们今后的研究工作有极大的启发，我们在此表示由衷的感谢。 本书凝聚了课题组全体成员历年来研究工作的心血。第1、8、11章，以及第3、7、9章的部分内容由王朔中执笔；第2章至第6章，第3、7、9章的部分内容以及第10章由张新鹏执笔；张开文撰写了第7、9两章中的部分内容。王朔中负责全书的组织、整理和统稿。 贾骏、胡烨雯、马田、桑宏伟在图像密写分析、数字音频信息隐藏等方面进行了大量的研究，为本书的写作提供了重要的素材。胡礼才、梁光岚、夏明一、马小松、李卫华、朱繁源、刘伟、陆健峰参加了研究工作并提出了许多有价值的见解。 本书工作受国家自然科学基金项目(60072030，60372090)和上海市重点学科建设项目(2001-44)项目资助。感谢国家自然科学基金委员会成果专著出版科学基金的资助(60424001)。 由于作者水平所限，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请同行专家和广大读者不吝指教。 作 者 2004年9月于上海

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