基LSB图加密信息隐藏应实现
基LSB图加密信息隐藏应实现
摘
着Internet发展越越频繁传递信息带便利时安全隐私带隐患久前开始解保护信息发展现信息安全分两方面密码学信息隐藏文密码学块研究RSA算法AES算法3DES算法
RSA 1977年提出属非称加密算法广泛公钥加密电子商务中
信息隐藏技术方面文研究LSB算法
LSB（LeastSignificant Bits）算法：种常见空间域数隐藏算法换低效位隐藏秘密信息通LSB算法隐藏信息般说肉眼察觉出保护秘密信息
RSA算法信息加密成密文LSB算法加密密文隐藏图片中肉眼根分辨出两者结合起更效保护信息安全
关键词：加密信息隐藏LSB算法RSA算法
Implementation of encrypted information hiding based on LSB image
Abstract
With the development of the Internet people are passing information more and more frequently which brings convenience to people but also brings hidden dangers to people＇s security and privacy From a long time ago people began to understand how to protect their own information From now on information security is mainly divided into two aspects cryptography and information hiding The research on cryptography in this article is mainly about RSA algorithm AES algorithm and 3DES algorithm
RSA was introduced in 1977 and belongs to asymmetric encryption algorithm which is widely used in public key encryption and ecommerce
As for the information hiding technology this paper mainly studies the LSB algorithm
LSB (LeastSignificant Bits) algorithm a common spatial data hiding algorithm which replaces the least significant bit to hide secret information The information hidden by the LSB algorithm is generally invisible to the naked eye and can well protect secret information
The RSA algorithm can encrypt information into ciphertext and the LSB algorithm can hide the encrypted ciphertext in the picture people can＇t distinguish it by the naked eye Combining the two can effectively protect information security
Keywords encryption information hiding LSB algorithm RSA algorithm
目录
前言 3
（）设计目意义应达技术求 3
（二）设计国外发展概况存问题 4
（三） 研究目标容 5
（四）设计应解决问题 5
二系统需求分析 6
（）户需求分析 6
（二）功需求分析 6
（三）性需求分析 7
（四）性需求分析 7
（五）安全性需求分析 7
三行性分析 8
（）技术行性分析 8
（二）济行性分析 8
（三）操作行性分析 9
（四）性行性分析 9
（五）安全行性分析 9
四相关技术 10
（）信息隐藏概述 10
（二）信息隐藏模型 11
1．嵌入象 11
2．掩体象 12
3．隐藏象 12
4．密钥 12
（三）信息隐藏分类 12
（四）信息隐藏特点 13
1．透明性 13
2．检测性 13
3．鲁棒性 13
4．恢复性 14
5．安全性 14
6．称性 14
7．纠错性 14
（五）信息隐藏技术密码学技术 14
（六）LSB算法 15
（七）RSA算法 15
1．算法描述 15
2RSA安全性 18
3RSA优缺点 18
（八）AES算法 18
1AES简述 18
2AES总体结构 18
3AES详细结构 20
（九）3DES算法 22
13DES算法简述 22
23DES算法安全性 25
五系统设计 26
（）研究基思路方法 26
（二）总体设计 26
（三）加密隐藏功模块 26
（四）提取解密功模块 27
六系统测试 29
（）RSA加密解密测试 30
（二）AES加密测试 32
（三）AES解密测试： 34
（四）3DES加密测试： 35
（五）3DES解密测试 37
（六）LSB算法隐藏测试 38
七总结 46
参考文献 47
致 谢 48
附 录 49
前言
着Internet时代接收信息速度越越快情享受网络便利时量隐私暴露年隐私暴露法分子虚入事件断发生互联网安全保持定警惕性信息传递部分文字图部分音频视频时候没信息进行定保护结果法分子利造成严重果
（）设计目意义应达技术求
着时代进步科学技术飞速发展信息传递越越频繁家里知道世界方发生事情科技发展时安全带隐患天已离开互联网甚网调侃断网现代十酷刑见网络重性网络时量信息绑定面信息容易泄露网络时代中信息传递频繁发消息晒朋友圈信息传递容易某心窃取做法行前新闻讲根某明星发朋友圈片推断出该明星住处仔细想想果想利知道住处果堪设想
互联网鱼龙混杂着技术发展法分子手段层出穷前甚出款AI换脸技术软件想片脸换成想换脸众沉迷娱乐时没想信息早已泄露该软件前会堆保密协议般会仔细密密麻麻协议容中条该软件进行换脸片肖权会意授权开发公司
见量原创片会泄露果诈骗进行法行必定会社会安定造行定影响保护意识话会片加水印维护片版权加水印话必定会片造成定美观影响会影响片质量LSB隐藏算法解决问题帮加商标时仅起保护版权作肉眼般分辨出会影响片观感
换脸事件出信息隐私保护够重视设计希时传递文信息进行定加密隐藏知道信息重性增强保护信息意识
外设计技术求高操作简单需户需传递信息加密成密文然运LSB算法加密信息隐藏载体图片中样实现信息加密隐藏双结合
（二）设计国外发展概况存问题
信息安全直重安全问题着Internet发展网络信息 果法保证网络安全旦法分子盗挪安全信息必定社会稳定产生定影响果严重话会威胁国家安全信息安全技术变越越重重加强信息保护改进加密技术务急
信息隐藏技术前信息安全中重技术秘密信息隐藏载体中种价值次数较高信息保护手段信息隐藏载体数字图次数设计中信息隐藏算法LSB算法种典型空间域算法
实国国外着功强加密软件进行数加密外文件磁盘进行加密加密算法种样相设计技术方面显较低端
时代中着种软件热门应兴起生活越越便利衣食住行种样软件应软件时量信息传云端加国信息保护意识较薄弱信息泄露风险国民加密软件少数企业居会网载简单加密工具网软件数捆绑软件居仅安全性未知甚捆绑着病毒设计派场然技术层面高安全方面定保证设计结合加密隐藏更保护信息防止信息泄露造成损失
（三） 研究目标容
设计研究目标运加密算法实现信息加密时运LSB算法加密信息进行隐藏网络中保护信息方面解决目前网络中数安全问题起定作
设计研究容基LSB算法实现信息加密图隐藏应基三种加密算法加LSB算法实现信息加密隐藏保护信息安全加密程中RSAAES3DES三种算法供户选择户根需选择种加密算法需传输信息进行加密加密完成户选择喜欢载体图隐藏加密信息
设计中具备功：
加密：户首先选择需加密算法然输入密钥加密信息点击加密钮完成加密
隐藏：户选择喜欢载体图然密文通算法隐藏图中
提取：载体图中提取前隐藏密文
解密：选择加密时算法然输入密钥密文解密成明文
（四）设计应解决问题
设计结合加密隐藏加密系统设计中运三种加密算法：RSAAES3DES安全度复杂度较高热门加密算法安全性定保证设计仅仅简单信息进行加密会运LSB算法加密进行隐藏隐藏程中户选择喜欢载体图固定载体图会定灵活性设计中问题界面设计设计程序实现Python语言实现Python语言实现界面方面局限性需解决问题算法程序实现
二系统需求分析
设计中系统需求分析户需求分析功需求分析性需求分析性需求分析安全性需求分析出设计系统框架
（）户需求分析
国信息保护意识较差民加密系统较少设计普通民众提高信息保护意识时户真正解信息加密解密程况信息加密日发展方便普通民众重视民众需信息进行加密系统信息隐藏起知道起秘密传输信息作
（二）功需求分析
根户需求设计分功模块：
功选择界面：界面户选择需实现功分加密隐藏解密提取
加密隐藏功模块：首先根界面提示选择加密算法接着输入需加密信息密钥进行信息加密选择载体图实现信息隐藏
解密提取功模块：户根界面提示先选择前加密加密算法然选择已隐藏加密信息载体图片提取加密信息加密信息解密成明文
终界面模块：户完成信息加密隐藏者信息解密提取输出界面种结果方式呈现户面前
（三）性需求分析
设计整体运Python语言实现户成功运行Python36然简单布置环境设计原说普遍民众设计方面设计实现功时具快速响应特性系统响应时间快方面设计户界面简洁操作简单风格易学界面属中文语言适国普遍民众综述设计符合整体性求
（四）性需求分析
设计次验证通加解密系统结果进行结果样设计结果信系统复杂承载信息量巨适范围较广次验证程中没出现障事件次实现系统正常运行设计
（五）安全性需求分析
设计种加密算法时结合信息加密隐藏保证安全性加密方法中RSAAES3DES加密完成密文进行隐藏样截取载体图提取出密文果想暴力破解话三种加密算法中RSA公钥加密算法中影响力AES密码学中属高级加密标准3DES三重DES算法种破解起简单事安全性高况设计户普遍民众需更高级加密标准安全性定保障
述需求分析知设计旨户传输重信息时加强信息安全保护意识传输信息进行定加密进行传输样保证信息安全性保证安全性时保证信息隐藏性时需LSB隐藏算法秘密信息隐藏载体图中保证系统完整性加密隐藏功相提取解密功
三行性分析
（）技术行性分析
设计中语言年兴起Python语言具简单性易读性扩展性国许流编程语言国外非常流行尤扩展性兼容量模块库非常丰富图形处理文处理数学处理数库编程网络编程通完成设计中密码学操作函数调方法没问题块RSAAES3DES加密程技术行
LSB算法种典型空间域隐藏算法传统改进互联网关例子相关研究改进隐藏算法技术求较高难掌握设计中传统LSB隐藏算法足技术行
（二）济行性分析
般说成功运行Python36版民电脑正常运行设计硬件设备求高外隐藏需载体图限源图网络载图接着设计中语言PythonPython语言源码算法完全开源需收费普通民众说济行
（三）操作行性分析
设计采Python带tkinter图形模块进行界面设计界面简洁操作起方便户需解系统中加密解密程需根界面容判定步操作系统根面众需求设计操作众化系统时户需输入需加密信息密钥载体图运行系统会根户提供容进行步操作终结果呈现出操作行
（四）性行性分析
设计文信息加密文信息般说会太外进行信息隐藏时载体图生活中载体图传输会太外系统运行需硬件设备普通民众电脑整体说系统性需高性行
（五）安全行性分析
设计户普通民众设计初需联网运行直接户电脑运行样避免信息泄露法监查数系统中信息加密算法复杂算法想暴力破解太安全性强保障
四相关技术
（）信息隐藏概述
信息隐藏称载体信息中某种方式隐藏秘密信息获隐藏载体隐藏者接收者外第三方知道该载体中隐藏秘密信息知道秘密信息难提取出删掉增强隐藏效果加密技术信息隐藏结合起首先秘密信息进行加密然隐藏载体中样截取载体先提取出考虑秘密信息解密出
信息隐藏传统加密 加密技术关特殊方式秘密信息进行编码形成法识密文进行传输 信息隐藏研究公信息中隐藏机密信息通直接发送公信息传递机密信息
图411 信息隐藏原理
（二）信息隐藏模型
提取密钥
嵌入密钥
掩护象
嵌入象
隐藏分析者
掩护象
隐藏象
嵌入象
嵌入程
提取程
密钥生成器
图421 信息隐藏基模型
1．嵌入象
嵌入象隐藏载体中载体接收提取出隐藏象传输时遭受攻击嵌入象提取会缺失
2．掩体象
掩体象隐藏秘密信息载体般信息隐藏系统提取需掩体象掩体象中隐藏嵌入象时应考虑合谋攻击合谋攻击户通合法产品分析然根分析结果制作出法进行检测追踪非法拷贝程
3．隐藏象
嵌入象隐藏掩体象嵌入程输出结果隐藏象隐藏象需具掩体象相形式保证隐藏效果两者间差异非常甚难察觉
4．密钥
密钥隐藏信息时附加数提取时般需嵌入时相密钥样提取恢复嵌入秘密信息
隐藏分析者：隐藏象传输信道目标检测隐藏象查明嵌入象第三方证明已嵌入秘密信息删阻拦嵌入象等
（三）信息隐藏分类
信息隐藏技术分掩蔽信道匿名技术隐写术数字水印四类信息隐藏载体分基文基图基视频基音频信息隐藏目分话秘密信息隐藏数字水印隐蔽信道
信息隐藏
匿名信道
隐蔽术
版权标识
基语义
隐写术
基技术隐写术
稳健
版权标识
脆弱
数字水印
水印
指纹
见水印
见水印
图431 信息隐藏技术分类
（四）信息隐藏特点
信息隐藏领域具着特点根途技术求存特点：透明性检测性鲁棒性恢复性安全性称性纠错性
1．透明性
信息隐藏中基求透明性隐蔽性利类视觉听觉盲点隐藏目标数质量会降低法肉眼隐藏数达隐藏效果简单说隐蔽性越高隐藏数越安全
2．检测性
检测性指秘密信息效期非法者难检测秘密信息存提取出般说越复杂隐藏算法检测性越高
3．鲁棒性
鲁棒性指隐藏文件受干扰恢复隐藏信息力隐藏信息容易破坏文件传输前需进行损压缩传输程中收干扰时隐藏秘密信息轻易损坏需保持信息完整性
4．恢复性
恢复性指隐藏信息效期存完整提取出
5．安全性
安全性指隐藏算法具强抗攻击力说遭攻击会破坏隐藏信息时隐藏信息必须安全加密隐藏会更加安全
6．称性
通常说信息隐藏信息提取称包括编码加密方法具称性降低存取难度
7．纠错性
纠错性指隐藏信息定操作转换然恢复保持变通常采编码方法
（五）信息隐藏技术密码学技术
信息安全研究方两：信息隐藏信息加密加密信息原信息编码成没处乱码非法截取信息法读懂信息容样保护信息信息隐藏秘密信息隐藏载体信息中秘密信息法第三方发现样保护秘密信息保护通信身般信息加密流程图451示
图451 传统加密模型
实际应中信息加密信息隐藏结合起首先传输秘密信息加密形成密文然隐藏载体信息中样实现保护信息容隐藏存双重保护图452示
秘密信息
预处理
加密算法
嵌入算法
隐秘信息
信道
隐密信息
提取算法
解密算法
解预处理
秘密信息
密钥2
密钥1
覆盖信号
密钥
覆盖信号
图452 加密信息隐藏原理框图
信息安全领域中密码学技术信息隐藏两分支然特征方法相目相确保信息安全网络信息发展迅速单纯信息加密信息隐藏已法满足求密码学技术信息隐藏技术相结合信息安全发展必然趋势
（六）LSB算法
LSB算法典型空间域信息隐藏算法首先载体图中素值转换成二进制接着秘密信息特换相应载体低效位然换数转换成十进制素值获已隐藏秘密信息图LSB算法优点简单易实现隐藏量见性
（七）RSA算法
1．算法描述
RSA算法属非称加密算法拥密钥加密解密密钥机产生具体程图4711示
图4711 RSA算法
RSA加解密需分组块进行加解密明文串字母时字母应两位数十进制数字4十进制数字（两字母）组成明文分组块图7表示RSA算法加解密程
图4712 RSA算法加解密
2RSA安全性
针RSA攻击通常基数数分解RSA算法安全性取决数数分解选数足够时安全性保障
3RSA优缺点
目前说密钥长度达1024位时没完成分解RSA算法抗住种攻击非称加密加解密时间耗费较长
（八）AES算法
1AES简述
AES属称密钥分组迭代算法AES算法密钥128192256位AES算法128位（16字节）分组加密解密数常见称加密算法谓称加密算法加密解密相密钥
2AES总体结构
图4821展示AES加密程总体结构中明文分组长度128位16字节密钥长度16字节（128位）24字节（192位）32字节（256位）
图 4821 AES总体加密程
表4821表示AES参数
表4821 AES参数
密钥长度（字字节位）
416128
624192
832256
明文分组长度（字字节位）
416128
416128
416128
轮数
10
12
14
轮密钥长度（字字节位）
416128
416128
416128
扩展密钥长度（字字节位）
44176
52208
60240
3AES详细结构
图4831更加详细介绍AES算法指明轮变换序展示相应解密函数图中加密程着页面解密着页面
图4831 AES算法加密解密
AES加密算法4阶段组成字节代（Substitute Bytes）行移位（ShiftRows）列混淆（MixColumns）轮密钥加（AddRoundKey）
图4832 AES轮加密程
（九）3DES算法
13DES算法简述
DES算法种分组称加解密算法DES明文密钥长64位（实际密钥56位）图4911左半部分知明文处理3阶段64位明文首先历IP初始排列接着进行16轮函数作轮置换代输出轮64位输入明文密钥函数结构中预输出产生左半部分右半部分互换结果预输出初始IP互逆IP1作产生密文密文64位初始末尾置换DES结构图4911表示
图4911 DES结构
图4912右半部分56位密钥程密钥历轮置换接着历循环左移置换分轮子秘钥KiKi轮迭代轮置换样轮子秘钥互相原密钥循环移位
图4912 DES算法概述
3DES改进DES算法DES算法模块数进行3次加密64位密钥
图4913 三重加密
假设定明文P密钥K1K2密文C加密式子
CE(K1D(K2E(K1P)))
PD(K1E(K2D(K1C)))
解密式子
CE(K1D(K1E(K1P)))E(K1P)
PD(K1E(K1D(K1C)))D(K1C)
23DES算法安全性
3DES行攻击方法目前存Copper Smith分析认3DES穷举攻击代价2112（5*1033）数级果差分密码分析方法进行攻击话代价指数增长单DES较超1052
外果想挨查明文明文第中间值然中间相遇攻击两密钥种攻击方法代价256数量级需256选择明密文显然3DES算法安全性保障
五系统设计
（）研究基思路方法
次应实现年兴起语言—Python语言Python门易学严谨程序语言编写出代码更易读更易维护实现次应功
（二）总体设计
前行性分析户需求分析出图系统设计框架户首先选择功分加密隐藏功解密提取功选择完相应功加密隐藏功需信息进行加密然选择载体图实现信息隐藏解密提取模块先隐藏信息提取出接着已加密信息解密成原明文
功选择
加密隐藏
解密提取
加密算法选择
加密结果输出
隐藏加密信息
提取加密信息
选择加密算法
输出解密结果
图521 系统总体设计
（三）加密隐藏功模块
加密隐藏功模块
加密算法选择
RSA算法
AES算法
3DES算法
输入密钥明文
输出加密结果
选择载体图
生成隐藏图
图531 加密隐藏功模块
（四）提取解密功模块
提取解密功模块
选择隐藏图
输出加密信息
选择解密算法
输入密钥
RSA算法
AES算法
3DES算法
输出明文
图541 提取解密功模块
六系统测试
系统启动时会弹出窗口居屏幕正中央样方便户时良体验点击运行会出现系统功选择界面图61示
图61 功选择界面
首先先进行加密功测试选择数加密进入选择RSA算法AES算法3DES算法加密方式
图62 加密方式选择
（）RSA加密解密测试
次设计中RSA机函数生成公钥私钥机生成密钥密钥长度1024bit需外输入密钥完成加密解密然外找合适软件工具进行进行加密解密间测试图611加密结果图
图611 RSA加密测试
面图612RSA解密结果
图612 RSA解密测试
两幅图知加密解密结果样测试成功外 加密速度较慢建议较短长度加密
（二）AES加密测试
AES测试结果httptoolchacuonetcryptaes线加解密工具进行设计中AES加密模式CBC模式（密码分组链接模式）密钥128位偏移量0000000000000000该工具模式明文12345678abcdefgh密钥1234567812345678进行
图621 线AES加密结果
结果知该工具加密结果：
b66dcebcde82f8b015cbde2764acfe177ced68b64f104a880ef2d5bfdbd074f0
接测试设计AES加密结果
图622 设计AES加密结果
设计中加密结果B6 6D CE BC DE 82 F8 B0 15 CB DE 27 64 AC FE 17
通发现前半部分样设计中缺少半部分原网加解密工具AES算法根明文32字节组进行加密果明文够32字节话会生成机数补充完整32字节设计中AES算法明文根16字节组进行加密通前半部分16字节话发现结果样设计AES加密算法成功
（三）AES解密测试：
面测试设计中AES算法加密行接测试解密否正常然面密钥密文进行测试结果图631示
图631 设计AES解密结果
结果出解密出明文加密前明文样解密正确说设计AES解密行
（四）3DES加密测试：
然网加解密工具进行次明文12345678abcdefgh密钥12345678加密模式ECB模式（电子密码模式）结果图641示
图641 线3DES加密结果
图641知解密结果96d0028878d58c8994d4436bc3b5b6933d7595a98bff809d
现样密钥验证设计中3DES算法否正确结果图642示
图642 设计3DES加密结果
图示设计中3DES加密结果96 D0 02 88 78 D5 8C 89 94 D4 43 6B C3 B5 B6 93通发现AES样然前面相面缺少部分设计中3DES算法然16字节加密工具192字节加密足部分然产生机数填充设计中3DES算法加密行
（五）3DES解密测试
接进行3DES解密测试面相密文密钥进行测试结果图651示
图651 设计3DES解密结果
结果出解密出明文加密时样3DES解密成功
（六）LSB算法隐藏测试
面加密解密测试出三种算法加密解密已测试成功现进行LSB算法测试首先先选种算法加密接着点击信息隐藏钮会出现选择图片画面图661示
图661 图片选择界面
选择文件名test格式png载体图片接着会出现已选择图片提示图662示
图662 图片已选择界面
接着点击开始加密会进行信息隐藏隐藏结束会出现图663提示框
图663 提示框界面
然会目录发现名respng文件
图664
现两张图片原图665示
图665 原图
隐藏结果图图666示
图666 结果图
通两张图出肉眼分辨出区况没失真想图片已隐藏密文信息
进行信息提取测试图界面选择前加密隐藏时算法然点击选择图片会出现图667提示框
图667 选择图片界面
选图片画面会出现已选择图片提示语
图668 已选择图片界面
接着点击提取信息钮会出现前隐藏信息
图669 提取密文界面
图中出提取出密文前隐藏时密文样设计中LSB算法隐藏提取行
七总结
次设计研究信息加密信息隐藏结合起更保护者信息安全
现互联网时代着数量信息会绑定互联网信息传递越越频繁数安全性变越发重越越信息泄露危害身安全事件发生已敲响警钟果信息保护意识加强付行动话终果信息法分子获加利危害身安全危害社会安定
传递信息时需信息进行定加密隐藏隐藏算法说LSB算法空域法中典型信息隐藏算法LSB算法信息嵌入载体图显著位图效果影响低肉眼分辨出达信息隐藏效果
LSB算法典型隐藏算法优点实现简单运行速度快较文信息说算法隐藏缺点嵌入信息时花费时间会较长文件格式较受局限
加密算法说RSA典型非称加密算法非称加密公钥私钥间具紧密联系外公钥加密信息相应私钥进行解密反然RSA算法安全性接受目前优秀公钥方案
3DESDES扩展DES算法加密三次样密钥长度会增加DES算法运算速度快资源消耗少目前较受欢迎算法
AES算法着时代发展产物DES算法局限诞生AES算法成目前高级加密标准
设计受体户普通民众功太齐全结合加密隐藏功保护信息安全加密功中三种算法选择设计需联网时候需担心信息会传互联网属绿色安全产品
参考文献
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[2] 王丽娜 张焕国叶登攀胡东辉 信息隐藏技术应[M]武汉：武汉学出版社2012171214
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[6] 靳丽君 非称加密体制中RSA算法研究[J] 电子设计工程 2011 19(11)2930
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[11] 靳战鹏 沈绪榜 基位面LSB图隐藏算法分析改进[J] 计算机应 2005(11)8385
showinfo(message＇key 必须8字节齐＇)
return
# assert len(key)8＇key 必须8字节齐＇
key keyencode(＇utf8＇)
desDESnew(key DESMODE_ECB)
text desdecrypt(message)
return textdecode()
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基LSB图加密信息隐藏应实现
基LSB图加密信息隐藏应实现
摘
着Internet发展越越频繁传递信息带便利时安全隐私带隐患久前开始解保护信息发展现信息安全分两方面密码学信息隐藏文密码学块研究RSA算法AES算法3DES算法
RSA 1977年提出属非称加密算法广泛公钥加密电子商务中
信息隐藏技术方面文研究LSB算法
LSB（LeastSignificant Bits）算法：种常见空间域数隐藏算法换低效位隐藏秘密信息通LSB算法隐藏信息般说肉眼察觉出保护秘密信息
RSA算法信息加密成密文LSB算法加密密文隐藏图片中肉眼根分辨出两者结合起更效保护信息安全
关键词：加密信息隐藏LSB算法RSA算法
Implementation of encrypted information hiding based on LSB image
Abstract
With the development of the Internet people are passing information more and more frequently which brings convenience to people but also brings hidden dangers to people＇s security and privacy From a long time ago people began to understand how to protect their own information From now on information security is mainly divided into two aspects cryptography and information hiding The research on cryptography in this article is mainly about RSA algorithm AES algorithm and 3DES algorithm
RSA was introduced in 1977 and belongs to asymmetric encryption algorithm which is widely used in public key encryption and ecommerce
As for the information hiding technology this paper mainly studies the LSB algorithm
LSB (LeastSignificant Bits) algorithm a common spatial data hiding algorithm which replaces the least significant bit to hide secret information The information hidden by the LSB algorithm is generally invisible to the naked eye and can well protect secret information
The RSA algorithm can encrypt information into ciphertext and the LSB algorithm can hide the encrypted ciphertext in the picture people can＇t distinguish it by the naked eye Combining the two can effectively protect information security
Keywords encryption information hiding LSB algorithm RSA algorithm
目录
前言 3
（）设计目意义应达技术求 3
（二）设计国外发展概况存问题 4
（三） 研究目标容 5
（四）设计应解决问题 5
二系统需求分析 6
（）户需求分析 6
（二）功需求分析 6
（三）性需求分析 7
（四）性需求分析 7
（五）安全性需求分析 7
三行性分析 8
（）技术行性分析 8
（二）济行性分析 8
（三）操作行性分析 9
（四）性行性分析 9
（五）安全行性分析 9
四相关技术 10
（）信息隐藏概述 10
（二）信息隐藏模型 11
1．嵌入象 11
2．掩体象 12
3．隐藏象 12
4．密钥 12
（三）信息隐藏分类 12
（四）信息隐藏特点 13
1．透明性 13
2．检测性 13
3．鲁棒性 13
4．恢复性 14
5．安全性 14
6．称性 14
7．纠错性 14
（五）信息隐藏技术密码学技术 14
（六）LSB算法 15
（七）RSA算法 15
1．算法描述 15
2RSA安全性 18
3RSA优缺点 18
（八）AES算法 18
1AES简述 18
2AES总体结构 18
3AES详细结构 20
（九）3DES算法 22
13DES算法简述 22
23DES算法安全性 25
五系统设计 26
（）研究基思路方法 26
（二）总体设计 26
（三）加密隐藏功模块 26
（四）提取解密功模块 27
六系统测试 29
（）RSA加密解密测试 30
（二）AES加密测试 32
（三）AES解密测试： 34
（四）3DES加密测试： 35
（五）3DES解密测试 37
（六）LSB算法隐藏测试 38
七总结 46
参考文献 47
致 谢 48
附 录 49
前言
着Internet时代接收信息速度越越快情享受网络便利时量隐私暴露年隐私暴露法分子虚入事件断发生互联网安全保持定警惕性信息传递部分文字图部分音频视频时候没信息进行定保护结果法分子利造成严重果
（）设计目意义应达技术求
着时代进步科学技术飞速发展信息传递越越频繁家里知道世界方发生事情科技发展时安全带隐患天已离开互联网甚网调侃断网现代十酷刑见网络重性网络时量信息绑定面信息容易泄露网络时代中信息传递频繁发消息晒朋友圈信息传递容易某心窃取做法行前新闻讲根某明星发朋友圈片推断出该明星住处仔细想想果想利知道住处果堪设想
互联网鱼龙混杂着技术发展法分子手段层出穷前甚出款AI换脸技术软件想片脸换成想换脸众沉迷娱乐时没想信息早已泄露该软件前会堆保密协议般会仔细密密麻麻协议容中条该软件进行换脸片肖权会意授权开发公司
见量原创片会泄露果诈骗进行法行必定会社会安定造行定影响保护意识话会片加水印维护片版权加水印话必定会片造成定美观影响会影响片质量LSB隐藏算法解决问题帮加商标时仅起保护版权作肉眼般分辨出会影响片观感
换脸事件出信息隐私保护够重视设计希时传递文信息进行定加密隐藏知道信息重性增强保护信息意识
外设计技术求高操作简单需户需传递信息加密成密文然运LSB算法加密信息隐藏载体图片中样实现信息加密隐藏双结合
（二）设计国外发展概况存问题
信息安全直重安全问题着Internet发展网络信息 果法保证网络安全旦法分子盗挪安全信息必定社会稳定产生定影响果严重话会威胁国家安全信息安全技术变越越重重加强信息保护改进加密技术务急
信息隐藏技术前信息安全中重技术秘密信息隐藏载体中种价值次数较高信息保护手段信息隐藏载体数字图次数设计中信息隐藏算法LSB算法种典型空间域算法
实国国外着功强加密软件进行数加密外文件磁盘进行加密加密算法种样相设计技术方面显较低端
时代中着种软件热门应兴起生活越越便利衣食住行种样软件应软件时量信息传云端加国信息保护意识较薄弱信息泄露风险国民加密软件少数企业居会网载简单加密工具网软件数捆绑软件居仅安全性未知甚捆绑着病毒设计派场然技术层面高安全方面定保证设计结合加密隐藏更保护信息防止信息泄露造成损失
（三） 研究目标容
设计研究目标运加密算法实现信息加密时运LSB算法加密信息进行隐藏网络中保护信息方面解决目前网络中数安全问题起定作
设计研究容基LSB算法实现信息加密图隐藏应基三种加密算法加LSB算法实现信息加密隐藏保护信息安全加密程中RSAAES3DES三种算法供户选择户根需选择种加密算法需传输信息进行加密加密完成户选择喜欢载体图隐藏加密信息
设计中具备功：
加密：户首先选择需加密算法然输入密钥加密信息点击加密钮完成加密
隐藏：户选择喜欢载体图然密文通算法隐藏图中
提取：载体图中提取前隐藏密文
解密：选择加密时算法然输入密钥密文解密成明文
（四）设计应解决问题
设计结合加密隐藏加密系统设计中运三种加密算法：RSAAES3DES安全度复杂度较高热门加密算法安全性定保证设计仅仅简单信息进行加密会运LSB算法加密进行隐藏隐藏程中户选择喜欢载体图固定载体图会定灵活性设计中问题界面设计设计程序实现Python语言实现Python语言实现界面方面局限性需解决问题算法程序实现
二系统需求分析
设计中系统需求分析户需求分析功需求分析性需求分析性需求分析安全性需求分析出设计系统框架
（）户需求分析
国信息保护意识较差民加密系统较少设计普通民众提高信息保护意识时户真正解信息加密解密程况信息加密日发展方便普通民众重视民众需信息进行加密系统信息隐藏起知道起秘密传输信息作
（二）功需求分析
根户需求设计分功模块：
功选择界面：界面户选择需实现功分加密隐藏解密提取
加密隐藏功模块：首先根界面提示选择加密算法接着输入需加密信息密钥进行信息加密选择载体图实现信息隐藏
解密提取功模块：户根界面提示先选择前加密加密算法然选择已隐藏加密信息载体图片提取加密信息加密信息解密成明文
终界面模块：户完成信息加密隐藏者信息解密提取输出界面种结果方式呈现户面前
（三）性需求分析
设计整体运Python语言实现户成功运行Python36然简单布置环境设计原说普遍民众设计方面设计实现功时具快速响应特性系统响应时间快方面设计户界面简洁操作简单风格易学界面属中文语言适国普遍民众综述设计符合整体性求
（四）性需求分析
设计次验证通加解密系统结果进行结果样设计结果信系统复杂承载信息量巨适范围较广次验证程中没出现障事件次实现系统正常运行设计
（五）安全性需求分析
设计种加密算法时结合信息加密隐藏保证安全性加密方法中RSAAES3DES加密完成密文进行隐藏样截取载体图提取出密文果想暴力破解话三种加密算法中RSA公钥加密算法中影响力AES密码学中属高级加密标准3DES三重DES算法种破解起简单事安全性高况设计户普遍民众需更高级加密标准安全性定保障
述需求分析知设计旨户传输重信息时加强信息安全保护意识传输信息进行定加密进行传输样保证信息安全性保证安全性时保证信息隐藏性时需LSB隐藏算法秘密信息隐藏载体图中保证系统完整性加密隐藏功相提取解密功
三行性分析
（）技术行性分析
设计中语言年兴起Python语言具简单性易读性扩展性国许流编程语言国外非常流行尤扩展性兼容量模块库非常丰富图形处理文处理数学处理数库编程网络编程通完成设计中密码学操作函数调方法没问题块RSAAES3DES加密程技术行
LSB算法种典型空间域隐藏算法传统改进互联网关例子相关研究改进隐藏算法技术求较高难掌握设计中传统LSB隐藏算法足技术行
（二）济行性分析
般说成功运行Python36版民电脑正常运行设计硬件设备求高外隐藏需载体图限源图网络载图接着设计中语言PythonPython语言源码算法完全开源需收费普通民众说济行
（三）操作行性分析
设计采Python带tkinter图形模块进行界面设计界面简洁操作起方便户需解系统中加密解密程需根界面容判定步操作系统根面众需求设计操作众化系统时户需输入需加密信息密钥载体图运行系统会根户提供容进行步操作终结果呈现出操作行
（四）性行性分析
设计文信息加密文信息般说会太外进行信息隐藏时载体图生活中载体图传输会太外系统运行需硬件设备普通民众电脑整体说系统性需高性行
（五）安全行性分析
设计户普通民众设计初需联网运行直接户电脑运行样避免信息泄露法监查数系统中信息加密算法复杂算法想暴力破解太安全性强保障
四相关技术
（）信息隐藏概述
信息隐藏称载体信息中某种方式隐藏秘密信息获隐藏载体隐藏者接收者外第三方知道该载体中隐藏秘密信息知道秘密信息难提取出删掉增强隐藏效果加密技术信息隐藏结合起首先秘密信息进行加密然隐藏载体中样截取载体先提取出考虑秘密信息解密出
信息隐藏传统加密 加密技术关特殊方式秘密信息进行编码形成法识密文进行传输 信息隐藏研究公信息中隐藏机密信息通直接发送公信息传递机密信息
图411 信息隐藏原理
（二）信息隐藏模型
提取密钥
嵌入密钥
掩护象
嵌入象
隐藏分析者
掩护象
隐藏象
嵌入象
嵌入程
提取程
密钥生成器
图421 信息隐藏基模型
1．嵌入象
嵌入象隐藏载体中载体接收提取出隐藏象传输时遭受攻击嵌入象提取会缺失
2．掩体象
掩体象隐藏秘密信息载体般信息隐藏系统提取需掩体象掩体象中隐藏嵌入象时应考虑合谋攻击合谋攻击户通合法产品分析然根分析结果制作出法进行检测追踪非法拷贝程
3．隐藏象
嵌入象隐藏掩体象嵌入程输出结果隐藏象隐藏象需具掩体象相形式保证隐藏效果两者间差异非常甚难察觉
4．密钥
密钥隐藏信息时附加数提取时般需嵌入时相密钥样提取恢复嵌入秘密信息
隐藏分析者：隐藏象传输信道目标检测隐藏象查明嵌入象第三方证明已嵌入秘密信息删阻拦嵌入象等
（三）信息隐藏分类
信息隐藏技术分掩蔽信道匿名技术隐写术数字水印四类信息隐藏载体分基文基图基视频基音频信息隐藏目分话秘密信息隐藏数字水印隐蔽信道
信息隐藏
匿名信道
隐蔽术
版权标识
基语义
隐写术
基技术隐写术
稳健
版权标识
脆弱
数字水印
水印
指纹
见水印
见水印
图431 信息隐藏技术分类
（四）信息隐藏特点
信息隐藏领域具着特点根途技术求存特点：透明性检测性鲁棒性恢复性安全性称性纠错性
1．透明性
信息隐藏中基求透明性隐蔽性利类视觉听觉盲点隐藏目标数质量会降低法肉眼隐藏数达隐藏效果简单说隐蔽性越高隐藏数越安全
2．检测性
检测性指秘密信息效期非法者难检测秘密信息存提取出般说越复杂隐藏算法检测性越高
3．鲁棒性
鲁棒性指隐藏文件受干扰恢复隐藏信息力隐藏信息容易破坏文件传输前需进行损压缩传输程中收干扰时隐藏秘密信息轻易损坏需保持信息完整性
4．恢复性
恢复性指隐藏信息效期存完整提取出
5．安全性
安全性指隐藏算法具强抗攻击力说遭攻击会破坏隐藏信息时隐藏信息必须安全加密隐藏会更加安全
6．称性
通常说信息隐藏信息提取称包括编码加密方法具称性降低存取难度
7．纠错性
纠错性指隐藏信息定操作转换然恢复保持变通常采编码方法
（五）信息隐藏技术密码学技术
信息安全研究方两：信息隐藏信息加密加密信息原信息编码成没处乱码非法截取信息法读懂信息容样保护信息信息隐藏秘密信息隐藏载体信息中秘密信息法第三方发现样保护秘密信息保护通信身般信息加密流程图451示
图451 传统加密模型
实际应中信息加密信息隐藏结合起首先传输秘密信息加密形成密文然隐藏载体信息中样实现保护信息容隐藏存双重保护图452示
秘密信息
预处理
加密算法
嵌入算法
隐秘信息
信道
隐密信息
提取算法
解密算法
解预处理
秘密信息
密钥2
密钥1
覆盖信号
密钥
覆盖信号
图452 加密信息隐藏原理框图
信息安全领域中密码学技术信息隐藏两分支然特征方法相目相确保信息安全网络信息发展迅速单纯信息加密信息隐藏已法满足求密码学技术信息隐藏技术相结合信息安全发展必然趋势
（六）LSB算法
LSB算法典型空间域信息隐藏算法首先载体图中素值转换成二进制接着秘密信息特换相应载体低效位然换数转换成十进制素值获已隐藏秘密信息图LSB算法优点简单易实现隐藏量见性
（七）RSA算法
1．算法描述
RSA算法属非称加密算法拥密钥加密解密密钥机产生具体程图4711示
图4711 RSA算法
RSA加解密需分组块进行加解密明文串字母时字母应两位数十进制数字4十进制数字（两字母）组成明文分组块图7表示RSA算法加解密程
图4712 RSA算法加解密
2RSA安全性
针RSA攻击通常基数数分解RSA算法安全性取决数数分解选数足够时安全性保障
3RSA优缺点
目前说密钥长度达1024位时没完成分解RSA算法抗住种攻击非称加密加解密时间耗费较长
（八）AES算法
1AES简述
AES属称密钥分组迭代算法AES算法密钥128192256位AES算法128位（16字节）分组加密解密数常见称加密算法谓称加密算法加密解密相密钥
2AES总体结构
图4821展示AES加密程总体结构中明文分组长度128位16字节密钥长度16字节（128位）24字节（192位）32字节（256位）
图 4821 AES总体加密程
表4821表示AES参数
表4821 AES参数
密钥长度（字字节位）
416128
624192
832256
明文分组长度（字字节位）
416128
416128
416128
轮数
10
12
14
轮密钥长度（字字节位）
416128
416128
416128
扩展密钥长度（字字节位）
44176
52208
60240
3AES详细结构
图4831更加详细介绍AES算法指明轮变换序展示相应解密函数图中加密程着页面解密着页面
图4831 AES算法加密解密
AES加密算法4阶段组成字节代（Substitute Bytes）行移位（ShiftRows）列混淆（MixColumns）轮密钥加（AddRoundKey）
图4832 AES轮加密程
（九）3DES算法
13DES算法简述
DES算法种分组称加解密算法DES明文密钥长64位（实际密钥56位）图4911左半部分知明文处理3阶段64位明文首先历IP初始排列接着进行16轮函数作轮置换代输出轮64位输入明文密钥函数结构中预输出产生左半部分右半部分互换结果预输出初始IP互逆IP1作产生密文密文64位初始末尾置换DES结构图4911表示
图4911 DES结构
图4912右半部分56位密钥程密钥历轮置换接着历循环左移置换分轮子秘钥KiKi轮迭代轮置换样轮子秘钥互相原密钥循环移位
图4912 DES算法概述
3DES改进DES算法DES算法模块数进行3次加密64位密钥
图4913 三重加密
假设定明文P密钥K1K2密文C加密式子
CE(K1D(K2E(K1P)))
PD(K1E(K2D(K1C)))
解密式子
CE(K1D(K1E(K1P)))E(K1P)
PD(K1E(K1D(K1C)))D(K1C)
23DES算法安全性
3DES行攻击方法目前存Copper Smith分析认3DES穷举攻击代价2112（5*1033）数级果差分密码分析方法进行攻击话代价指数增长单DES较超1052
外果想挨查明文明文第中间值然中间相遇攻击两密钥种攻击方法代价256数量级需256选择明密文显然3DES算法安全性保障
五系统设计
（）研究基思路方法
次应实现年兴起语言—Python语言Python门易学严谨程序语言编写出代码更易读更易维护实现次应功
（二）总体设计
前行性分析户需求分析出图系统设计框架户首先选择功分加密隐藏功解密提取功选择完相应功加密隐藏功需信息进行加密然选择载体图实现信息隐藏解密提取模块先隐藏信息提取出接着已加密信息解密成原明文
功选择
加密隐藏
解密提取
加密算法选择
加密结果输出
隐藏加密信息
提取加密信息
选择加密算法
输出解密结果
图521 系统总体设计
（三）加密隐藏功模块
加密隐藏功模块
加密算法选择
RSA算法
AES算法
3DES算法
输入密钥明文
输出加密结果
选择载体图
生成隐藏图
图531 加密隐藏功模块
（四）提取解密功模块
提取解密功模块
选择隐藏图
输出加密信息
选择解密算法
输入密钥
RSA算法
AES算法
3DES算法
输出明文
图541 提取解密功模块
六系统测试
系统启动时会弹出窗口居屏幕正中央样方便户时良体验点击运行会出现系统功选择界面图61示
图61 功选择界面
首先先进行加密功测试选择数加密进入选择RSA算法AES算法3DES算法加密方式
图62 加密方式选择
（）RSA加密解密测试
次设计中RSA机函数生成公钥私钥机生成密钥密钥长度1024bit需外输入密钥完成加密解密然外找合适软件工具进行进行加密解密间测试图611加密结果图
图611 RSA加密测试
面图612RSA解密结果
图612 RSA解密测试
两幅图知加密解密结果样测试成功外 加密速度较慢建议较短长度加密
（二）AES加密测试
AES测试结果httptoolchacuonetcryptaes线加解密工具进行设计中AES加密模式CBC模式（密码分组链接模式）密钥128位偏移量0000000000000000该工具模式明文12345678abcdefgh密钥1234567812345678进行
图621 线AES加密结果
结果知该工具加密结果：
b66dcebcde82f8b015cbde2764acfe177ced68b64f104a880ef2d5bfdbd074f0
接测试设计AES加密结果
图622 设计AES加密结果
设计中加密结果B6 6D CE BC DE 82 F8 B0 15 CB DE 27 64 AC FE 17
通发现前半部分样设计中缺少半部分原网加解密工具AES算法根明文32字节组进行加密果明文够32字节话会生成机数补充完整32字节设计中AES算法明文根16字节组进行加密通前半部分16字节话发现结果样设计AES加密算法成功
（三）AES解密测试：
面测试设计中AES算法加密行接测试解密否正常然面密钥密文进行测试结果图631示
图631 设计AES解密结果
结果出解密出明文加密前明文样解密正确说设计AES解密行
（四）3DES加密测试：
然网加解密工具进行次明文12345678abcdefgh密钥12345678加密模式ECB模式（电子密码模式）结果图641示
图641 线3DES加密结果
图641知解密结果96d0028878d58c8994d4436bc3b5b6933d7595a98bff809d
现样密钥验证设计中3DES算法否正确结果图642示
图642 设计3DES加密结果
图示设计中3DES加密结果96 D0 02 88 78 D5 8C 89 94 D4 43 6B C3 B5 B6 93通发现AES样然前面相面缺少部分设计中3DES算法然16字节加密工具192字节加密足部分然产生机数填充设计中3DES算法加密行
（五）3DES解密测试
接进行3DES解密测试面相密文密钥进行测试结果图651示
图651 设计3DES解密结果
结果出解密出明文加密时样3DES解密成功
（六）LSB算法隐藏测试
面加密解密测试出三种算法加密解密已测试成功现进行LSB算法测试首先先选种算法加密接着点击信息隐藏钮会出现选择图片画面图661示
图661 图片选择界面
选择文件名test格式png载体图片接着会出现已选择图片提示图662示
图662 图片已选择界面
接着点击开始加密会进行信息隐藏隐藏结束会出现图663提示框
图663 提示框界面
然会目录发现名respng文件
图664
现两张图片原图665示
图665 原图
隐藏结果图图666示
图666 结果图
通两张图出肉眼分辨出区况没失真想图片已隐藏密文信息
进行信息提取测试图界面选择前加密隐藏时算法然点击选择图片会出现图667提示框
图667 选择图片界面
选图片画面会出现已选择图片提示语
图668 已选择图片界面
接着点击提取信息钮会出现前隐藏信息
图669 提取密文界面
图中出提取出密文前隐藏时密文样设计中LSB算法隐藏提取行
七总结
次设计研究信息加密信息隐藏结合起更保护者信息安全
现互联网时代着数量信息会绑定互联网信息传递越越频繁数安全性变越发重越越信息泄露危害身安全事件发生已敲响警钟果信息保护意识加强付行动话终果信息法分子获加利危害身安全危害社会安定
传递信息时需信息进行定加密隐藏隐藏算法说LSB算法空域法中典型信息隐藏算法LSB算法信息嵌入载体图显著位图效果影响低肉眼分辨出达信息隐藏效果
LSB算法典型隐藏算法优点实现简单运行速度快较文信息说算法隐藏缺点嵌入信息时花费时间会较长文件格式较受局限
加密算法说RSA典型非称加密算法非称加密公钥私钥间具紧密联系外公钥加密信息相应私钥进行解密反然RSA算法安全性接受目前优秀公钥方案
3DESDES扩展DES算法加密三次样密钥长度会增加DES算法运算速度快资源消耗少目前较受欢迎算法
AES算法着时代发展产物DES算法局限诞生AES算法成目前高级加密标准
设计受体户普通民众功太齐全结合加密隐藏功保护信息安全加密功中三种算法选择设计需联网时候需担心信息会传互联网属绿色安全产品
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key keyencode(＇utf8＇)
desDESnew(key DESMODE_ECB)
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