基于流媒體的隱蔽通信技術(shù)研究.pdf

1、隨著流媒體應(yīng)用的不斷普及，一個(gè)富有創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性的研究問題——基于流媒體的信息隱藏，逐漸引起了研究者們的關(guān)注。基于流媒體的隱蔽通信是該方向上的一個(gè)典型課題，其研究重點(diǎn)是如何將隱秘信息隱藏于可公開的實(shí)時(shí)流媒體中以達(dá)到安全傳輸?shù)哪康模鼮榻鉀Q日益緊迫的信息安全問題，尤其是安全通信問題提供了一種新的有效手段。
　　 由于分支差異性以及載體多樣性等原因，信息隱藏迄今為止尚無具有普遍意義的理論框架。在分析和總結(jié)已有理論研究工作的基礎(chǔ)之上，

2、結(jié)合流媒體的相關(guān)特點(diǎn)，以信息論和最優(yōu)化理論為指導(dǎo)，從應(yīng)用模型、安全性、隱藏容量和載體信息與隱秘信息相關(guān)性四個(gè)方面探討了流媒體隱蔽通信的相關(guān)理論，為流媒體隱蔽通信方法及原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
　　 為了在抵抗統(tǒng)計(jì)攻擊的同時(shí)維護(hù)流媒體的實(shí)時(shí)性，從在線隱秘信息傳輸?shù)男枨蟪霭l(fā)，借鑒序列加密思想，提出了兩種流媒體隱蔽通信方法，一種用于交互式即時(shí)短消息的隱蔽通信，而另一種用于隱秘文件塊的實(shí)時(shí)傳輸。盡管兩種方法分別以基于線性同余與Me

3、rsenne Twister的復(fù)合偽隨機(jī)數(shù)序列和m 序列作為流加密的密鑰進(jìn)行描述，但這并非是一個(gè)固定搭配，在實(shí)際應(yīng)用中兩者可以互換使用，并且也能取得很好的效果。此外，針對兩種方法的不同應(yīng)用需求，結(jié)合協(xié)議隱寫技術(shù)，分別設(shè)計(jì)了同步機(jī)制，有效的解決了密鑰及隱秘信息的同步問題。
　　 借鑒相似理論，提出了“可通過增加隱秘信息和載體信息間的相似性來提高隱藏性能”的觀點(diǎn)，對可測度相似性、部分相似性和相關(guān)性能評價(jià)準(zhǔn)則進(jìn)行了完整的數(shù)學(xué)定義。針對

4、感知透明性和隱藏容量之間存在的制約關(guān)系，提出了三種基于部分相似性的自適應(yīng)隱蔽通信方案。第一種方案采用的是單條件閾值控制方式；第二種方案以三重m 序列為基礎(chǔ)描述了一種完整的基于雙條件閾值的自適應(yīng)部分匹配隱蔽通信方法；第三種方案是第二種方案思想的延續(xù)，所不同的是同時(shí)考慮了原始載體和原始隱秘信息與加密后隱秘信息的相似性。這些方案盡管在隱藏性能上有所差別，但都能夠在維護(hù)載體流媒體實(shí)時(shí)性的同時(shí)，自適應(yīng)的達(dá)到感知透明性和隱藏容量間的合理平衡。在實(shí)際

5、應(yīng)用中，可根據(jù)載體流媒體的特性和隱藏性能的需求進(jìn)行選用。由于采用了以犧牲容量“換”透明性的策略，傳統(tǒng)隱寫編碼對于追求高效率的流媒體隱蔽通信都存在著一定的局限性。為此，提出了基于數(shù)字邏輯變換的隱寫編碼算法。根據(jù)所采用邏輯變換的不同，該算法可分為三類，即基于邏輯運(yùn)算的編碼算法、基于移位運(yùn)算的編碼算法和混合編碼算法，它們主要思想都是借助數(shù)字邏輯變換來提高載體信息和嵌入信息間的相似性從而達(dá)到提高感知透明性的目的，本質(zhì)上是通過降低有效比特改變率的

6、方式來減少載體改變量，因而能夠在維護(hù)流媒體載體最大嵌入容量的同時(shí)有效的提高感知透明性。此外，針對動(dòng)態(tài)調(diào)整隱藏容量和感知透明性的需求，提出了一種動(dòng)態(tài)矩陣編碼算法。與傳統(tǒng)矩陣編碼算法相比，該算法旨在通過動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)隱秘信息向量長度以達(dá)到連續(xù)調(diào)整嵌入率和比特改變率的目的；同時(shí)，它繼承了傳統(tǒng)矩陣編碼的優(yōu)點(diǎn)，因而能夠達(dá)到較高的嵌入效率。需要指出的是，動(dòng)態(tài)矩陣編碼算法本質(zhì)上是一種概率性算法，其誤差與隱藏?cái)?shù)據(jù)量成反比。因此該算法不宜應(yīng)用于隱藏?cái)?shù)據(jù)量較小