基于格式化文本顏色的安全增強(qiáng)信息隱藏方法

，，

(中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所，四川 綿陽(yáng) 621900)

基于格式化文本顏色的安全增強(qiáng)信息隱藏方法

張楠，李洪敏，柯明敏

(中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所，四川綿陽(yáng)621900)

隨著辦公自動(dòng)化的日益普及，文本成為信息存儲(chǔ)和傳輸?shù)闹匾d體，基于文本的信息隱藏技術(shù)凸顯研究?jī)r(jià)值；針對(duì)文本的信息隱藏方法存在隱藏容量小、安全性低的特點(diǎn)，提出了基于格式化文本中字體RGB顏色值的安全增強(qiáng)信息隱藏方法，依據(jù)Kerckhoffs準(zhǔn)則和康托展開(kāi)式設(shè)計(jì)了隱藏信息的編碼方法和信息隱藏過(guò)程，分析了該方法的使用條件、隱藏容量、安全性和適用性；通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法具有較好的信息隱藏容量，適用范圍廣泛且具安全性較強(qiáng)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

信息隱藏；文本隱藏； RGB顏色；康托展開(kāi)

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，徹底改變了人們的生活、工作方式，也改變了傳統(tǒng)的信息傳輸和存儲(chǔ)方式。人們?cè)诟惺苄畔⒓夹g(shù)帶來(lái)便利的同時(shí)，信息的安全性引起了人們的關(guān)注，信息安全也成為一項(xiàng)非常重要的研究課題。密碼學(xué)和信息隱藏是信息安全研究領(lǐng)域的兩個(gè)重要分支[1]。其中，密碼學(xué)是將可識(shí)別的重要信息變成不可識(shí)別的密文信息，信息隱藏則是將重要信息嵌入到日常的信息載體中。密碼學(xué)實(shí)現(xiàn)了信息的隱蔽性的同時(shí)卻暴露了其存在性，而信息隱藏不但實(shí)現(xiàn)了信息的隱蔽性同時(shí)也隱藏了信息的存在性[2]。

信息隱藏的應(yīng)用研究具有悠久的歷史，信息隱藏也被稱(chēng)之為“隱寫(xiě)術(shù)”，學(xué)術(shù)界使用較為頻繁的術(shù)語(yǔ)有“Information Hiding”、“Data Hiding”和“Steganography”。信息隱藏技術(shù)的研究主要包含隱蔽通信、信息偽裝、匿名通信和版權(quán)標(biāo)識(shí)等方向[3]。其中，信息偽裝和版權(quán)標(biāo)識(shí)的研究和應(yīng)用相對(duì)來(lái)說(shuō)比較普遍，特別是信息偽裝技術(shù)。信息偽裝技術(shù)是指將重要信息隱藏于公開(kāi)的數(shù)字媒體載體中，使得信息在通信網(wǎng)絡(luò)中得到安全的傳輸。

目前，信息偽裝技術(shù)根據(jù)隱藏載體的不同，可以分為基于圖片、音頻、視頻、文檔等載體的信息隱藏技術(shù)[4]?，F(xiàn)今基于音、視頻和圖片載體的信息隱藏技術(shù)的研究比較多，這主要由于音視頻和圖片文件的載體自身信息容量大，便于隱藏大量信息且不易察覺(jué)。而基于文本的信息隱藏的研究則相對(duì)較少，主要是由于文本形式多樣和隱藏容量較小。

隨著各行各業(yè)辦公自動(dòng)化的不斷推進(jìn)，人們提倡環(huán)保的無(wú)紙化辦公，電子文檔成了人們辦公和生活必不可少的信息承載工具[5]?；谋镜男畔㈦[藏的研究具有普遍的實(shí)用價(jià)值。然而，文本文檔的格式和種類(lèi)眾多，如TXT、DOC、PDF、HTML、XML、EML、XLS、PPT、CHM、WPS以及數(shù)據(jù)庫(kù)文件等等?；谶@種格式化文本的研究主要分為[6]：基于句法結(jié)構(gòu)的信息隱藏方法、基于語(yǔ)義替換的信息隱藏方法、基于段落格式的信息隱藏方法和基于字符特征的信息隱藏方法。

本文重點(diǎn)針對(duì)字符特征的顏色RGB特征進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了基于字符顏色特征的信息隱藏和信息提取模型，分析了該方法的隱藏容量、安全性和適用范圍，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性。

1 格式化文本信息隱藏

1.1 格式化文本

格式化文本是以字符進(jìn)行編碼，不同于視頻、音頻和圖象的編碼方式[7]。大部分情況下是以某種格式的文檔作為載體，例如Office相關(guān)文檔、PDF文檔、HTML文檔等等。但有時(shí)也不依賴(lài)于固定的文檔載體，例如郵件的文本、即時(shí)通信軟件的聊天記錄等信息。因此，格式化文本廣泛的存在于我們的日常生活和辦公工作中。

格式化文本數(shù)據(jù)是文本數(shù)據(jù)的一部分，區(qū)別于TXT等類(lèi)型非格式化文本[8]。非格式化文本的相同字符不僅編碼方式相同而且視覺(jué)表現(xiàn)也完全相同。格式化文本即使是相同的字符文本也可以變現(xiàn)出不同的視覺(jué)效果。這主要基于格式化文本中的兩個(gè)重要特征，即段落特征和文本特征。文本的段落特征主要包含行距、縮進(jìn)、段前段后距、字符間距等文本屬性，字符特征主要包含字符大小、文本顏色、文本背景色、字體格式、下劃線(xiàn)、刪除線(xiàn)等屬性[9]。

根據(jù)人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)[10](HVS)的視覺(jué)分辨精度有限，又可將格式化文本的特征分為可識(shí)別特征和不可識(shí)別特征?？勺R(shí)別的特征都是區(qū)分度較大的特征變化，如字體的變化(宋體和楷體)、字體大小的變化(五號(hào)和小四)、字體顏色的變化(黑色和紅色)。這些特征是人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)容易察覺(jué)的，通常用于文字強(qiáng)調(diào)和標(biāo)記等用途。不可識(shí)別特征則是一些微小的變化，如字符大小變化范圍在0.5磅以?xún)?nèi)、無(wú)色的文本下劃線(xiàn)和邊框、相近的字體顏色(顏色#000000和#000004)等等。這些特征都是人類(lèi)視覺(jué)感知系統(tǒng)所很難甚至不可能差距出來(lái)的，基于這些特征可以在格式化文本中隱藏重要信息，也可以保障被隱藏信息擁有足夠的安全性。

1.2 格式化文本信息隱藏方法

根據(jù)格式化文本的兩個(gè)重要格式特征，可以將格式化文本特征的信息隱藏方法研究分為兩大類(lèi)：基于段落格式的隱藏方法和基于字符格式的信息隱藏方法。

在基于格式化文本段落格式的信息隱藏方法研究中，美國(guó)AT&T Bell Laboratories的Brassil, S.H.Low, N.F.Maxemehuk等[11]人最早進(jìn)行了這方面的系統(tǒng)研究，提出了基于行移、字移的隱藏方法，并提出了相關(guān)檢測(cè)和基于質(zhì)心的隱藏信息提取方法。Brassil指出，當(dāng)移動(dòng)的距離足夠小時(shí)，比如小于1/300英寸時(shí)，人的眼睛一般就難以察覺(jué)，因而這種隱藏方法能夠保證足夠的安全性。另外，當(dāng)該方法打印-掃描后，在保持格式不變的情況下，秘密消息依然能夠提取出來(lái)，具有較好的魯棒性。Brassil, S.H.Low, N.F.Maxemchuk等人提出的方法中，檢測(cè)時(shí)需要用到原始文本，而且不是每行(單詞)都能隱藏消息。在其之后，許多人對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，使得隱藏容量能提高幾倍，而且在提取隱藏消息時(shí)不需要原始文本，即盲提取，使得算法更為安全[12-13]。同時(shí)，也把該方法從英文中移植到其它語(yǔ)言的文本當(dāng)中[14]。

在基于格式化文本字符格式的信息隱藏方法研究中，陳芳[15]等提出文本字體的信息隱藏算法，劉玉玲[16]等提出改變字體大小數(shù)字水印技術(shù)，唐承亮等[17]提出基于字體顏色的數(shù)字水印技術(shù)。

基于格式的文本信息隱藏方法都存在著魯棒性較差、易檢測(cè)、安全性不高等[18]特點(diǎn)，本文深入研究了基于字體顏色的信息隱藏特點(diǎn)，結(jié)合人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)顏色敏感度不高和Kerckhoffs準(zhǔn)則[19]設(shè)計(jì)了信息隱藏方法。

2 方法描述

本文提出的信息隱藏方法主要基于以下兩點(diǎn)：人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)(HVS)對(duì)于顏色辨別率不高；Kerckhoffs準(zhǔn)則中指出信息的安全性依賴(lài)于密鑰的安全性。因此，本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)了信息編碼的方法，將其應(yīng)用于顏色特征信息隱藏，不僅隱藏了信息的存在性還保障了隱藏信息的安全性。

2.1 信息隱藏

本文提出的方法中信息編碼的方法都是基于一個(gè)密鑰Key，這個(gè)密鑰Key不僅是生成密碼表的密鑰，同時(shí)也是明文信息進(jìn)行加解密的密鑰。也就是說(shuō)在隱藏載體中，如果要提取被隱藏的密文，必須要使用該密鑰Key。即使隱藏的密文信息被獲取到，那么得到的也是一串不具有現(xiàn)實(shí)含義的序列，這個(gè)序列必須由信息嵌入者根據(jù)該密鑰Key生成密碼表，從密碼表中找到相應(yīng)的信息映射序列，再經(jīng)過(guò)使用密鑰Key的解密算法，最后得到隱藏在載體文本中的明文信息。

信息隱藏的過(guò)程分為3個(gè)階段：1)根據(jù)密鑰Key加密明文隱藏信息；2)根據(jù)密鑰Key生成數(shù)據(jù)字典；3)根據(jù)密碼表將密文隱藏信息映射到密碼表的相應(yīng)序列碼；4)將序列碼嵌入到格式化文本載體中。

信息隱藏的過(guò)程模型如圖1所示，下面詳述每一個(gè)階段的主要算法和過(guò)程。為方便描述信息隱藏的過(guò)程，將帶隱藏明文信息記為Info，文本載體記為T(mén)ext(所有文本顏色為全黑)，密鑰記為Key，密碼本記為C-Table，隱藏信息十六進(jìn)制密文記為Info-C，密碼表映射后的十六進(jìn)制隱藏信息序列記為Info-S，嵌入隱藏信息的文本載體記為T(mén)ext-S。

圖1 信息隱藏模型圖

Step 1：將Info通過(guò)DES加密算法[20]加密得到Info-C，DES加密算法使用的密鑰為Key。DES加密算法會(huì)根據(jù)隱藏信息的長(zhǎng)度進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)全，此時(shí)得到的Info-C的長(zhǎng)度可能會(huì)被擴(kuò)充。需要強(qiáng)調(diào)的是，這里所用到的DES加密算法的輸出為十六進(jìn)制序列，這主要為了便于信息表示和進(jìn)行接下來(lái)的密碼表映射。

Step 2：使用密鑰Key生成密碼本C-Table。因Step 1中得到的Info-C是十六進(jìn)制序列，此步驟中將根據(jù)密鑰Key利用康托展開(kāi)[21]建立新的映射關(guān)系。這是為了增強(qiáng)存儲(chǔ)密文的安全性，防止密文被非法獲取從而被破解，經(jīng)過(guò)再次映射后密文即使被獲取到了也很難破解其中的內(nèi)容信息。具體的映射算法詳見(jiàn)密碼本生成算法過(guò)程：

輸入：密鑰Key

輸出：密碼表C-Table

算法過(guò)程：

1)創(chuàng)建長(zhǎng)度為16空映射表C-Table

2)根據(jù)密鑰Key獲取其康托展開(kāi)值K-value

3)根據(jù)K-Value生成0-7的康托全排列，依次將每個(gè)序列對(duì)寫(xiě)入C-Table

4)根據(jù)K-Value生成8-E的康托全排列，依次將每個(gè)序列對(duì)寫(xiě)入C-Table

密碼本格式如表1所示，每一個(gè)十六進(jìn)制的數(shù)字會(huì)被重新映射到一個(gè)新的空間里，這個(gè)密碼表會(huì)被使用在Step 4中用于嵌入隱藏密文信息的轉(zhuǎn)換。

Step 3：將Info-C的每位十六進(jìn)制數(shù)在C-Table中找到其對(duì)應(yīng)的新的編碼，從而生成映射后的隱藏信息序列Info-S。生成的Info-S同樣是一串十六進(jìn)制數(shù)字序列。

Step 4：將Info-S二進(jìn)制序列嵌入到Text中每個(gè)字符的RGB顏色值的低兩位，每個(gè)字符字符只有六位的信息存儲(chǔ)空間，即4個(gè)字符載體能夠嵌入3個(gè)字符的隱藏信息，依次嵌入隱藏信息直到所有隱藏信息被嵌入到文本載Text中。如果最后一個(gè)字符是載體字符的B分量，那么將下一個(gè)字符的R分量置為#00000100，該顏色分量值將作為潛入信息的結(jié)束符；如果最后一個(gè)載體字符分量為R分量，則將該載體字符的G分量置為#00000100；如果最后一個(gè)載體字符分量為G分量，則將該載體字符的B分量置為#00000100，這樣就完成了隱藏信息嵌入到載體文本的整個(gè)過(guò)程。為了更直觀(guān)的認(rèn)識(shí)信息隱藏的過(guò)程，給出信息隱藏過(guò)程示意圖如圖2所示。

從圖2中可以清晰地看到，顏色為黑色的“A”字的RGB中分別在R分量，G分量和B分量中嵌入了“01”、“11”和“01”， “B”字的R分量被嵌入了“00”。待所有信息隱藏完成后，將下一個(gè)RGB分量置為結(jié)束標(biāo)識(shí)符(#00000100)，標(biāo)識(shí)為信息隱藏結(jié)束位置，以便提取時(shí)進(jìn)行判斷。

圖2 信息隱藏過(guò)程示意圖

2.2 信息提取

從包含隱藏信息的格式化文本載體中提取隱藏信息的過(guò)程就是信息隱藏過(guò)程的逆過(guò)程，信息提取過(guò)程中將所有文本的顏色全部置為默認(rèn)黑色，即顏色RGB值為(#00000000,#00000000,#00000000)。這樣可以防止隱藏信息被非法再次利用，也實(shí)現(xiàn)了信息隱藏的可逆過(guò)程，達(dá)到了不破壞載體文本顏色的目的。信息的提取過(guò)程模型如圖3所示。

為方便描述信息提取過(guò)程，將嵌入隱藏信息的文本載體記為T(mén)ext-S，映射后的隱藏信息序列記為Info-S，帶隱藏明文信息記為Info，文本載體記為T(mén)ext，密鑰記為Key，密碼本記為C-Table，隱藏信息密文記為Info-C，密碼表映射后的隱藏信息序列記為Info-S。信息提取的過(guò)程包含以下步驟：

Step 1：依次讀取Text-S文本中每一個(gè)字符的RGB值的R分量、G分量和B分量的低兩位，直到遇到結(jié)束字符顏色值(#00000011，#00000011，#00000011)，最后得到二進(jìn)制編碼的隱藏信息序列值Info-S。

Step 2：即為信息隱藏過(guò)程中的Step 2，采用相同的算法和參數(shù)生成與信息隱藏過(guò)程中用到的相同的密碼本C-Table。

Step 3：將Info-S以4位二進(jìn)制為單位依次在C-Table中找到相應(yīng)的字符序列，最后生成加密后的密文十六進(jìn)制序列Info-C。

Step 4：使用密鑰Key對(duì)Info-C進(jìn)行DES算法解密，最后得到隱藏的明文信息Info。

圖3 信息隱藏模型圖

2.3 隱藏條件分析

為了便于表述，我們?cè)O(shè)定len(X)為文本X所含的字符數(shù)。隱藏文本Info的字節(jié)長(zhǎng)度則為len(Info)，文本載體的字節(jié)長(zhǎng)度長(zhǎng)為len(Text)，對(duì)Info加密后的密文字節(jié)長(zhǎng)度len(Info-C)，密碼表映射后的密文Info-S字節(jié)長(zhǎng)度為len(Info-S)，隱藏信息部分文本設(shè)為T(mén)ext-ST，其字節(jié)長(zhǎng)度為len(Text-ST)，隱藏信息后的密文Text-S的字節(jié)長(zhǎng)度為len(Text-S)。

因?yàn)镈ES加密算法會(huì)對(duì)不滿(mǎn)足64位整數(shù)倍長(zhǎng)度的文本進(jìn)行補(bǔ)全。也就是說(shuō)，如果len(Info)是8的整數(shù)倍，就不用對(duì)Info進(jìn)行補(bǔ)全，否則要對(duì)Info進(jìn)行64位補(bǔ)全，存在如下關(guān)系式(1)：

(1)

其中:m為len(Info)對(duì)8取模運(yùn)算結(jié)果。

Info-S為映射后十六進(jìn)制序列，其字節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)與Info-C字節(jié)長(zhǎng)度相等，且要在隱藏信息末尾添加半字節(jié)的4位終止符(0100)分量，則有關(guān)系式(2):

len(Info-S)=len(Info-C)+0.5

(2)

Info-S每8位文本占用隱藏文本載體Text的兩個(gè)字符的4個(gè)RGB分量，隱藏了信息的部分文本Text-ST與Info-S即存在關(guān)系(3)：

(3)

其中:s為len(Info-S)乘以8對(duì)6的取模運(yùn)算結(jié)果。

因隱藏文本信息的文本Text-ST長(zhǎng)度必須小于等于載體文本Text的總長(zhǎng)度，如關(guān)系式(4)所示：

len(Text-ST)≤len(Text)

(4)

由關(guān)系式(1)、(2)、(3)、(4)可以得到文本載體Text的字符長(zhǎng)度與隱藏信息Info的字符長(zhǎng)度關(guān)系式(5)：

len(Text)×6≥len(Info)×8+4

(5)

從式(5)可以看出，如果要滿(mǎn)足文本信息Info隱藏在文本信息Text中，則文本Text和文本Info至少要滿(mǎn)足以上不等式。

定義Capacity為文本Text的隱藏容量占比，那么可以得出Capacity的計(jì)算公式為式(6)：

(6)

從式(6)中可以看到Capacity的取值范圍為：

(7)

然而Capacity的最大容量取決于隱藏文本Info和隱藏載體文本Text的長(zhǎng)度，而只有在滿(mǎn)足不等式式(5)左右相等的情況下，隱藏容量Capacity取得隱藏載體文本Text長(zhǎng)度特定情況下的最大值。

2.4 實(shí)例

為了更為直觀(guān)地介紹該本文提出的隱藏方法，通過(guò)Java語(yǔ)言在Microsoft Windows 7 旗艦版平臺(tái)的Eclipse集成開(kāi)發(fā)工具中實(shí)現(xiàn)了隱藏方法。

設(shè)定密鑰Key為“ABCD1234”，設(shè)定隱藏信息Info為：

Tomorrow, I’ll have a secret meeting with the president at the Hilton hotel.

為了體現(xiàn)文本的普通型，選用文本載體為文獻(xiàn)[4]中的英文摘要，即隱藏的文本載體Text為：

Traditional steganography scheme based on text is achieved by embedding blanks and tabs at the back of every row. These schemes have many disadvantages in security and efficiency, ex. they can easily be detected and attacked. This paper analyzes the structure and syntax of the text files and proposes a new and more secure steganography method. It achieves the aim of hiding secret information in text files by replacing thesaurus.Experiments and analysis prove that it is a method with high efficiency and security.

通過(guò)實(shí)現(xiàn)信息隱藏過(guò)程描述中Step 1，將Info經(jīng)過(guò)DES加密算法加密后得到密文Info-C：

80-BB-08-20-AF-20-29-49-43-3C-5B-E9-76-D4-C1-F2-B0-E4-BF-46-4C-FB-83-A4-7C-D0-8F-3F-A0-CD-38-23-4D-E3-1B-BE-29-47-C3-14-9B-45-CD-28-D6-B4-23-35-4F-51-6B-01-1B-40-96-4D-84-4A-50-56-94-59-B2-15-12-5A-C4-24-B8-4E-FF-9E-E5-DE-A5-00-3B-28-3B-00

通過(guò)實(shí)現(xiàn)信息隱藏過(guò)程描述中Step 2，得到密碼表C-Table，如表1所示。

表1 部分密碼表

通過(guò)實(shí)現(xiàn)信息隱藏過(guò)程的Step 3，將Info-C轉(zhuǎn)換編碼以后，添加隱藏信息結(jié)束標(biāo)識(shí)符得到Info-S：

C4-FF-4C-64-EB-64-6D-0D-07-78-1F-AD-32-90-85-B6-F4-A0-FB-02-08-BF-C7-E0-38-94-CB-7B-E4-89-7C-67-09-A7-5F-FA-6D-03-87-50-DF-01-89-6C-92-F0-67-71-0B-15-2F-45-5F-04-D2-09-C0-0E-14-12-D0-1D-F6-51-56-1E-80-60-FC-0A-BB-DA-A1-9A-E1-44-7F-6C-7F-44-4

通過(guò)實(shí)現(xiàn)信息隱藏過(guò)程的Step 4，得到嵌入隱藏信息的文本Text-S:

Traditional steganography scheme based on text is achieved by embedding blanks and tabs at the back of every row. These schemes have many disadvantages in security and efficiency, ex. they can easily be detected and attacked. This paper analyzes the structure and syntax of the text files and proposes a new and more secure steganography method. It achieves the aim of hiding secret information in text files by replacing thesaurus.Experiments and analysis prove that it is a method with high efficiency and security.

針對(duì)以上潛入信息的格式化文本，使用密鑰Key通過(guò)信息提取程序提取的隱藏信息Info:

Tomorrow, I’ll have a secret meeting with the president at the Hilton hotel.

3 結(jié)果與分析

基于文本的信息隱藏方法的一個(gè)重要問(wèn)題就是隱藏容量的問(wèn)題，而隱藏容量的大小很大程度上取決于隱藏載體的大小。隱藏信息占比是一個(gè)衡量隱藏容量的一個(gè)重要方法，由2.3中公式(7)可以得到隱藏容量占比的計(jì)算方法。從公式中可以看出，待隱藏信息的容量和隱藏載體的容量共同決定了這個(gè)結(jié)果。

為了驗(yàn)證不同文本載體長(zhǎng)度下隱藏容量和隱藏容量占比的變化，分別選取了小容量載體和大容量載體進(jìn)行試驗(yàn)。小容量載體長(zhǎng)度選擇從1到500個(gè)字符長(zhǎng)度，大容量載體選擇從1074到26024個(gè)字符長(zhǎng)度。試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 信息隱藏模型圖

從圖4中可以看出，無(wú)論是小容量文本載體還是在大容量文本載體環(huán)境下，隱藏信息容量占比均呈現(xiàn)抖動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)。這是由于載體的長(zhǎng)度細(xì)微的增加，而能隱藏的文本長(zhǎng)度不變，導(dǎo)致隱藏信息容量占比發(fā)生輕微下降，當(dāng)載體長(zhǎng)度增加到可以容納新的字符時(shí)，隱藏容量信息占比會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。在圖4(b)中可以看到，當(dāng)載體字符達(dá)到20000長(zhǎng)度左右時(shí)，隱藏容量占比趨于穩(wěn)定，通過(guò)前文提到的隱藏信息容量占比計(jì)算公式得到，該方法下的最高信息隱藏容量占比為75%。

該方法隱藏的信息在文本載體中具有較好的隱蔽性和安全性。通過(guò)觀(guān)察原始文本和嵌入隱藏信息的文本，人類(lèi)肉眼基本無(wú)法辨別。同樣也對(duì)這樣的文字進(jìn)行放大和縮小打印，發(fā)現(xiàn)只有在字體大小放大十倍以上打印文本時(shí)會(huì)觀(guān)察到字體內(nèi)部顏色有細(xì)微變化，而當(dāng)文本在縮小字體大小時(shí)則更難以辨別。此外，隱藏在文本載體中的信息安全性較好，通過(guò)非法獲取手段獲取該文本的蓄意攻擊者很難從載體中成功提取密文信息。這主要基于該方法中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)和編碼映射技術(shù)，有效地保障了重要隱藏信息的安全性。

格式化文本自身使用的普遍性決定該方法實(shí)現(xiàn)的信息隱藏具有較好的適用性和傳播性能。支持格式化文本的載體都可以將信息進(jìn)行隱藏，這并不局限于某種特定的文件格式和平臺(tái)工具。這種普遍性使得格式化文本易于創(chuàng)建和傳播，在網(wǎng)絡(luò)上可以通過(guò)即時(shí)通訊軟件、EMAIL和載體文件等方式快速進(jìn)行傳播，且不需要特定的傳輸渠道。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)文本信息隱藏容量小、安全性低等特點(diǎn)，介紹了文本信息隱藏的一般方法和研究現(xiàn)狀，依據(jù)人類(lèi)肉眼對(duì)顏色識(shí)別度低和Kerckhoffs準(zhǔn)則提出了基于格式化文本中字體顏色的信息隱藏方法。詳細(xì)闡述了該方法的信息隱藏和信息提取的過(guò)程，并通過(guò)編碼實(shí)現(xiàn)了該方法，通過(guò)實(shí)例介紹了信息隱藏的全生命周期過(guò)程。此外，也分析了該信息隱藏方法的條件，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的隱藏容量和隱藏容量占比，并分析了該方法的安全性和適用性。結(jié)果表明，本文提出的基于格式化文本的信息隱藏方法具有較高的信息隱藏容量、較高的隱藏信息安全性和良好的適用性。這為信息安全領(lǐng)域中的信息隱藏研究提供了一種新的安全的方法，為該領(lǐng)域的研究提供了參考，同時(shí)也可將該方法應(yīng)用到隱蔽通信等重要領(lǐng)域。下一步工作將繼續(xù)研究該方法在專(zhuān)業(yè)信息隱藏檢測(cè)工具下的安全性和隱藏信息完整性的校驗(yàn)。

[1] Stephan Katzenbeisser, Fabien Petitolas. Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermaking[M].Artech House, Inc. 2000:95-172.

[2] Katzenbeisser S, Sadeghi A R. Information Hiding[M]. Springer Berlin Heidelberg, 2015.

[3] Johnson N F, Duric Z, Jajodia S. Information Hiding: Steganography and Watermarking-Attacks and Countermeasures[J]. Journal of Electronic Imaging, 2001, 10(3):825-826.

[4] 眭新光, 羅慧. 一種安全的基于文本的信息隱藏技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)工程, 2004, 30(19):104-105.

[5] 向凌云, 胡毅君, 王偉征. 一種基于低失真替換優(yōu)先的文本隱寫(xiě)算法[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2015, 51(15):102-106.

[6] 陳 青, 邢曉溪. 格式化文本水印性能評(píng)估基準(zhǔn)研究[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究, 2014, 31(9):2764-2768.

[7] 陳 青, 邢曉溪. 格式化文本水印性能評(píng)估基準(zhǔn)研究[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究, 2014, 31(9):2764-2768.

[8] Zou D, Shi Y Q. Formatted text document data hiding robust to printing, copying and scanning[A]. IEEE International Symposium on Circuits and Systems[C]. IEEE, 2005(5):4971-4974.

[9] 王麗娜，張煥國(guó)，葉登攀.信息隱藏技術(shù)與應(yīng)用[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2009.

[10] Jin C, Tao F, Fu Y. Image Watermarking Based HVS Characteristic of Wavelet Transform[A]. International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia[C]. IEEE Computer Society, 2006:71-74.

[11] Brassil J, O'Gorman L. Watermarking document images with bounding box expansion[A]. Information Hiding, First International Workshop, Cambridge, U.K. May 30 - June 1, 1996, Proceedings. DBLP[C]. 1996:227-235.

[12] Essam A. El-Kwae and Li Cheng. HIT: A New Approach for Hiding Multimedia Information in Text[A]. Security and Watermarking of multimedia Contents IV. Proceeding of SPIE[C]. 2002, 4675:132-140.

[13] Qian Z, Han X, Zhang X. Separable Reversible Data Hiding in Encrypted Images by n-nary Histogram Modification[A]. The Third International Conference on Multimedia Technology[C]. Atlantis Press, Paris, 2013：869-876.

[14] 劉會(huì)平, 國(guó) 偉. 數(shù)字加網(wǎng)信息隱藏技術(shù)在隱秘保密通信中的應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用, 2014, 34(9):2645-2649.

[15] 陳 芳, 王 冰. 基于文本字體的信息隱藏算法[J]. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展, 2006, 16(1):20-22.

[16] 劉玉玲, 孫星明. 通過(guò)改變文字大小在word文檔中加載數(shù)字水印的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2005, 41(12):110-112.

[17] 唐承亮, 肖海青, 向華政. 基于文字RGB顏色變化的脆弱型文本數(shù)字水印技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2005, 41(36): 6-8.

[18] 向凌云, 胡毅君, 王偉征. 一種基于低失真替換優(yōu)先的文本隱寫(xiě)算法[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2015, 51(15):102-106.

[19] 李朝暉, 王 曼. 基于置亂變換的DCT域數(shù)字水印改進(jìn)算法[J]. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 28(5):684-689.

[20] Olson C H, Grohoski G F, Spracklen L A. Apparatus and method for implementing instruction support for the data encryption standard (DES) algorithm[P]. US, US 8654970 B2,2014.

[21] 魏三強(qiáng), 楊 威, 沈 瑤. 一種基于可靠包排序的隱秘通信方法[J]. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng), 2016, 37(1):124-128.

ASecurityEnhancedInformationHidingMethodBasedonFormattedTextColor

Zhang Nan，Li Hongmin，Ke Mingmin

(Institute of System Engineering, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China)

With the increasing popularity of office automation, text has become an important carrier of information storage and transmission. According to the features of small capacity and low security for text information hiding methods, the paper put forward the new safety enhanced formatted text information hiding method based on Kerckhoffs criterion and Cantor expansions. The encoding method of hiding information and the whole information hiding process were designed. And also the condition, hiding capacity, safety and applicability of the method were analyzed. The experimental results show that the proposed method has better information hiding capacity, higher security and wider scope of application.

information hiding; text hiding; RGB color; Cantor expansions

2017-03-16；

2017-05-18。

張 楠(1990-)，男，四川綿陽(yáng)人，碩士研究生，主要從事網(wǎng)絡(luò)安全與計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向的研究。

1671-4598(2017)11-0115-05

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.11.030

TP3

A