基于流媒體的隱蔽通信技術研究.pdf

1、隨著流媒體應用的不斷普及，一個富有創(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注?；诹髅襟w的隱蔽通信是該方向上的一個典型課題，其研究重點是如何將隱秘信息隱藏于可公開的實時流媒體中以達到安全傳輸?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。在分析和總結已有理論研究工作的基礎之上，

2、結合流媒體的相關特點，以信息論和最優(yōu)化理論為指導，從應用模型、安全性、隱藏容量和載體信息與隱秘信息相關性四個方面探討了流媒體隱蔽通信的相關理論，為流媒體隱蔽通信方法及原型系統(tǒng)的設計提供了理論基礎。
　　 為了在抵抗統(tǒng)計攻擊的同時維護流媒體的實時性，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短消息的隱蔽通信，而另一種用于隱秘文件塊的實時傳輸。盡管兩種方法分別以基于線性同余與Me

3、rsenne Twister的復合偽隨機數(shù)序列和m 序列作為流加密的密鑰進行描述，但這并非是一個固定搭配，在實際應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用需求，結合協(xié)議隱寫技術，分別設計了同步機制，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，對可測度相似性、部分相似性和相關性能評價準則進行了完整的數(shù)學定義。針對

4、感知透明性和隱藏容量之間存在的制約關系，提出了三種基于部分相似性的自適應隱蔽通信方案。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 序列為基礎描述了一種完整的基于雙條件閾值的自適應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，但都能夠在維護載體流媒體實時性的同時，自適應的達到感知透明性和隱藏容量間的合理平衡。在實際

5、應用中，可根據(jù)載體流媒體的特性和隱藏性能的需求進行選用。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，即基于邏輯運算的編碼算法、基于移位運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到提高感知透明性的目的，本質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，因而能夠在維護流媒體載體最大嵌入容量的同時有效的提高感知透明性。此外，針對動態(tài)調整隱藏容量和感知透明性的需求，提出了一種動態(tài)矩陣編碼算法。與傳統(tǒng)矩陣編碼算法相比，該算法旨在通過動態(tài)的調節(jié)隱秘信息向量長度以達到連續(xù)調整嵌入率和比特改變率的目的；同時，它繼承了傳統(tǒng)矩陣編碼的優(yōu)點，因而能夠達到較高的嵌入效率。需要指出的是，動態(tài)矩陣編碼算法本質上是一種概率性算法，其誤差與隱藏數(shù)據(jù)量成反比。因此該算法不宜應用于隱藏數(shù)據(jù)量較小