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数字签名及消息隐藏 数字签名 数字签名在ISO7498-2标准中定义为：“附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元所作的密码变换，这种数据和变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性，并保护数据，防止被人（例如接收者）进行伪造”。 美国电子签名标准（DSS，FIPS186-2）对数字签名作了如下解释：“利用一套规则和一个参数对数据计算所得的结果，用此结果能够确认签名者的身份和数据的完整性”。 为什么需要数字签名 数字签名可以使电子文档满足纸质文档具备的五个特性： 无法伪造性：证明签名者（而且只有签名者）能够实际签署文档； 真实性：接收人确信文档来自签名者； 不可重用性：要求签名只能属于一个文档，而不能应用于其他任何文档； 不可修改性：要求文档被签署之后就不能被修改； 不可抵赖性：确保签名者不能在以后声明他未签署过这个文档。 数字签名的原理 数字签名的原理 数字签名是公开密钥加密技术的另一类应用。它的主要方式是： 报文的发送方从报文文本中生成一个的散列值（或报文摘要）。 发送方用自己的专用密钥对这个散列值进行加密来形成发送方的数字签名。 然后，这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给报文的接收方。 报文的接收方首先从接收到的原始报文中计算出散列值(或报文摘要)，接着再用发送方的公开密钥来对报文附加的数字签名进行解密。 如果两个散列值相同，那么接收方就能确认该数字签名是发送方的。 通过数字签名能够实现对原始报文的鉴别和不可抵赖性。 Hash杂凑函数 杂凑函数是一类特殊的单向函数。设数据文件是任意长度的比特串x。在密码应用中，希望有这样的函数y=H(x)，满足 ①将x压缩成为固定长度的比特串y； ②不同的x一定要生成不同的y； ③由y的值无法倒算x的值。 （这就是说，希望y的作用相当于x的“身份识别符号”，或者“摘要”。比如人的指纹、DNA、虹膜等。） 杂凑函数的单向性 已知x，计算y=H(x)很容易； 已知y，找一个x满足y=H(x)却很困难。 这一性质称为单向性。 杂凑函数的无碰撞性 找(x1，x2)，x1≠x2，使得H(x1)=H(x2)，很困难。 这一性质称为无碰撞性。 常见的数字签名算法 ?RSA数字签名 ?ElGamal数字签名 ?Schnorr数字签名 ?DSA数字签名 RSA数字签名 RSA的密钥生成：选择两个大的素数p和q。选择两个正整数e和d，满足：ed是(p-1)(q-1)的倍数加1。公钥是（n，e），私钥是d。 RSA签名方案额外使用一个公开的杂凑函数H。 RSA数字签名过程 设A欲发消息m给B。 (1)A用H将消息m进行处理，得散列值h=H(m)。 (2)A用自己的私钥d对h“加密”得s=hd(modn)。 (3)A将(m，s)发送给B。 (4)B用A的公钥e，检验是否H(m)=se(modn)。 若是，则(m，s)是A发送的签名消息。 RSA数字签名的原理图 II. 信息隐藏 什么是信息隐藏 信息隐藏(InformationHiding)又称为信息伪装，是指在不使信息载体本身发生显著变化的前提下，将需要必威体育官网网址传递的信息隐藏到载体中，从而达到隐蔽传递目的的技术。 信息隐藏的原理图 信息隐藏的分类 信息隐藏技术可以根据采用载体的不同，分为图像中的信息隐藏、视频中的信息隐藏、语音中的信息隐藏和文本中的信息隐藏等类型。在不同载体中，信息隐藏的方法有所不同，需要根据载体的特征采用合适的隐藏算法。 当前的信息隐藏技术，主要以数字媒体（如数字图像和声音等）作为载体。 根据密钥使用的不同，可以分为无密钥信息隐藏、私钥信息隐藏、公钥信息隐藏。 时域替换技术的原理 用秘密信息替换掉数字多媒体信息中的随机噪声，因为任何获取数字多媒体信息的过程都会产生物理随机噪声，而人对这种随机噪声不敏感，随机噪声被替换为秘密信息后不会被人轻易察觉到。 图像的数据表示 原始图像 去掉最低的1个位平面后的图像，以及最低的1个位平面的图像 去掉低层2个位平面后的图像，以及低层第1～2个位平面的合成图像 去掉低层3个位平面后的图像，以及低层第1～3个位平面的合成图像 去掉低层4个位平面后的图像，以及低层第1～4个位平面的合成图像 去掉低层5个位平面后的图像，以及低层第1～5个位平面的合成图像 去掉低层6个位平面后的图像，以及低层第1～6个位平面的合成图像 去掉低层7个位平面后的图像，以及低层第1～7个位平面的合成图像 以上8组图像的比较 可以看到：(b～d)三组图的 左图和原图像几乎没有差别； 中图表现为噪声，几乎不含有信息； 所以，可以得出结论： 图像的能量集中在高几层位平面，图像对高几层的修改比 较敏感；