第二章 背景知識與相關研究
2.6 資訊隱藏之隱密術
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2.5 數獨(Sudoku)
數獨是一種數字填充遊戲,一個已解答的數獨其實是一種多了宮(即 3x3的大格)限制的9階拉丁方陣,其為1個9*9的方陣,在已解答的數獨中,
除每行、每列皆會出現數字1-9,且不會有重覆的數字以外,每個宮(即3x3 的大格)亦是如此。簡單來說,同一個數字不可能在同一行、列或宮中出現 多於一次,2008年Chang,Chou,Kieu所提出的資訊隱藏方法論[5],便使用到 數獨來當作密碼表。
圖 2.16 6 數獨示意圖
2.6 資訊隱藏之隱密術
“資訊隱藏”簡單來說,就是將數位資料隱藏在另一份媒體(圖片、影片) 之中,嵌入數位資料後媒體,一般人無法看出其與原本之媒體有所差異。
有關資訊隱藏的相關研究,依其應用,可分為隱密術及浮水印二大分 支,本論文研究主題主要是與隱密術相關,後續提及之資訊隱藏,主要係指 隱密術。
2.6.1 隱密術(Staganography):
係指將機密資料隱藏在另一份普通的媒體(如:圖片、影片)之中,因
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嵌入數位資料後的媒體,一般人無法看出其與原本之媒體有所差異,不會 令人起疑,藉此,運用來進行機密訊息傳輸,以避免機密資料遭受到不法 的竊取、破壞。
數位圖像是一種相當適合用來攜帶機密訊息的媒體,因為微量的改變 數位圖像,很難以人眼辨識出來。隱藏學中用來隱藏秘密資訊的媒體,我 們稱之為遮蓋媒體 (Cover Media),機密訊息藏到遮蓋媒體後,會產生隱 蔽媒體(Stego Media),之後只要將隱蔽媒體傳送至接收端,接收端收到後 再進行解密,即可獲取機密訊息,因為隱蔽媒體和遮蓋媒體非常相似,故 傳送過程中,不會引起其他人的懷疑。隱密術示意圖如下:
圖 2.17 隱密術示意圖
設計資訊隱藏機制時須注意的二個因子為:
(1) 隱藏機密訊息的能力(Embedding Capactity):
以灰階圖像而言,係指1個像素可隱藏的機密訊息位元數量,即bpp(bits per pixel)其公式如下:
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以彩色圖像而言,係指1個byte可資訊隱藏的機密訊息位元數量,即bpb(bits per byte)其公式如下:
(2) 隱蔽媒體的品質(Visual quality,即圖像失真的程度)其公式如下:
黑白圖像:
彩色圖像:
隱密術的理想目標是追求高的隱藏機密訊息能力及好的隱蔽媒體品 [5]
C: 隱藏機密訊息的能力
H:圖像的高度,W:圖像的寬 S: 機密訊息位元數量
where
H:圖像的高度 W:圖像的寬
S: 機密訊息位元數量[5]
PSNR 值愈大,品質愈高, 圖像失真的程度愈小
C:隱藏機密訊息的能力 S: 機密訊息位元數量 H:圖像的高度 W:圖像的寬
每個像素有RGB 3個顏色,每個顏色各占1個 byte,故須x3
[20]
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資訊隱藏的實作方式有很多種,其中最低有效位元(Last Significat Bit)藏 匿法是最簡單的一種,此方法主要是利用影像中每個像素的最低位元來藏入 資訊,因為以單一原色而言,最低位元對於該原色的影響最小,因而有學者 稱最低位元為最不重要位元(Lowest Significant Bits)。
最低有效位元藏匿法主要的做法是將機密訊息隱藏在圖像像素值的最
2008年Chang,Chou,Kieu提出了另一種資訊隱藏方法論 [5],這個方法 論中,遮蓋媒體中各像素不直接存放密碼,而是存放密碼於密碼表中的位 置(即行列位置),因此可改善使用最低有效位元藏匿法安全性不佳的缺 點,此方法論中所使用到的密碼表即是用之前我們所提的數獨來實作的。。