16、数字图像隐写术：原理、算法与应用

数字图像隐写术：原理、算法与应用

1. 隐写术简介

在当今数字化时代，通过不安全通信渠道传输的数字数据容易遭受攻击，入侵者会尝试各种手段来非法获取机密信息。隐写术作为一种安全系统，能为通过数据通信网络数字传输的图像、文本和其他类型的数据提供保护。它是一种将机密数据隐藏在诸如图像等覆盖介质之下，而不在覆盖图像上留下任何可检测迹象的技术。

隐写术的关键要素包括秘密消息、消息载体和嵌入算法。秘密消息是需要隐藏的机密数据，载体则是用于覆盖秘密消息的实体。使用图像隐写术时，秘密消息被图像覆盖，既可以轻松提取，又不会使覆盖图像失去可见性。

与密码学中的数学技术相比，图像隐写术更为安全。虽然从覆盖图像中处理和提取秘密消息需要更多的处理时间，但在现代先进计算机系统的支持下，这一问题已得到有效控制。

2. 隐写术的早期历史

隐写术一词源于希腊语，由“steganos”（覆盖或秘密）和“graphy”（书写或绘图）组成。最早的隐写术技术可追溯到公元前440年左右的古希腊。当时，希腊统治者希斯泰乌斯采用了一种新颖的方法来隐藏秘密消息：他先剃掉信使的头发，等待头发再次生长，然后再次剃发，将秘密消息写在头皮上，待头发重新长出来后，秘密消息就被隐藏在长发之下。接收者通过修剪信使的头发来获取秘密消息，并且也使用相同的方法进行回复。

公元前480年，另一种隐写术技术出现。德默斯托斯将警告薛西斯大规模入侵的秘密消息写在木制蜡板的表面，然后用新鲜的蜡覆盖。这块蜡板被送达目的地，秘密消息也随之被安全传递。

15世纪，德国文艺复兴时期的人文主义者约翰内斯·特里特米乌斯撰写了《隐写术》，他也是现代密码学的奠基人之一。奥古斯特·克尔霍夫斯的