[發明專利]一種面向IP語音的最低有效位分級隱寫方法

有效

• 申請號: 201410227422.2
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN103986721B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 田暉;郭舒婷;劉進;陳永紅;黃永峰;陳維斌;陳緞生
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及安全通信領域，特別涉及一種面向IP語音的LSB(最低有效位)分級隱寫方法，適用于以IP語音(Voice?over?IP,VoIP)為載體的隱蔽通信。

背景技術

隨著網絡和計算機技術的飛速發展，越來越多的網絡應用已逐漸深入人心，人們的生產、工作和生活已經越來越離不開互聯網。然而，在網絡給人們帶來便利的同時也存在通信內容的泄露，個人信息被竊取等風險。因此，人們開始普遍關注如何進行安全通信，保護信息安全等問題。隱寫(Steganography)技術是近幾年來受到廣泛關注的一項隱蔽通信技術，它是利用人類感覺器官的不敏感性(感覺冗余)以及多媒體數字信號本身存在的冗余(數據特性冗余)，在不影響載體質量及正常通信的前提下，將隱秘信息隱藏在可公開的媒體信息中，使得隱秘信息不被察覺地傳輸。與傳統的加密技術相比，隱寫技術隱藏了信息的存在性，使得隱蔽通信不易被察覺，從而提高了隱秘信息的安全性。

從現有的文獻來看，目前的隱寫已不僅僅局限于圖像，文本，音頻等靜態媒體，越來越多的學者開始熱衷于基于動態流媒體的隱寫技術研究，最為代表性的即為基于IP語音(Voice?over?IP,VoIP)的隱寫及隱蔽通信技術研究。主流的研究思路是以編碼后的語音流作為載體，利用其冗余性實現隱秘信息的隱藏。基于最低有效位(Least?Significant?Bit,LSB)的隱寫，以其低復雜度和高隱藏容量等優點，成為目前在IP語音中應用最多的一種技術。但是如何提高其安全性(包括不可感知性和不可檢測性)仍然是一個富有挑戰性的課題。迄今為止，已有許多研究者對此進行了研究。在抵抗檢測攻擊方面，Dittmann等人首先主張在LSB隱藏前進行加密處理以消除隱秘信息間的相關性，并提出了基于Twofish和Tiger加密技術的隱寫方案，見C.Kratzer,J.Dittmann,T.Vogel,et?al.Design?and?evaluation?of?steganography?for?voice-over-IP,Proceedings?of?the19th?IEEE?International?Symposium?on?Circuitsand?Systems,May,2006,pp.2397-2340。盡管這一方案有效地提高了安全性，但是不難看出，這種傳統加密方式將會給VoIP系統帶來很大的通信延遲，而這種延遲給語音質量帶來的損害，將使得隱蔽通信陷入另一個易于“暴露”的極端。為此，Tian等人提出用m序列代替Twofish和Tiger對隱秘信息進行加密，在消除隱秘信息間的相關性的同時，維護IP語音的實時性，見H.Tian,K.Zhou,H.Jiang,et?al.An?m-sequence?based?steganography?model?for?voice?over?IP.Proceedings?of?the44th?IEEE?International?Conference?on?Communications,June,2009,pp.1-5。在維護IP語音的不可感知性方面，Huang等引入了LSB?Matching算法來降低載體的改變量，見Y.Huang,B.Xiao,H.Xiao.Implementation?of?covert?communication?based?on?steganography,Proceedings?of?the4th?International?Conference?on?Intelligent?Information?Hiding?and?Multimedia?Signal?Processing,August,2008,pp.1512-1515.但是該方法將隱藏容量降低到了傳統LSB方法的一半。Liu等人則是將語音幀的LSB轉換成多進制(如二進制，三進制及五進制)序列，以多進制的方式執行嵌入操作，這種方式不僅提高了隱藏容量，而且減少了對語音質量的影響，見J.Liu,et?al.Least-significant-digit?steganography?in?low?bitrate?speech.Proceedings?of?the47th?IEEE?International?Conference?on?Communications,June,2012,pp.1-5。Tian等主張在隱藏過程中引入隱寫編碼，來緩解隱藏容量和載體改變量間的矛盾，有效地提高了隱寫的不可感知性，見H.Tian,H.Jiang,K.Zhou,D.Feng?Transparency-orientated?encoding?strategies?for?voice-over-IP?steganography.The?Computer?Journal,2012,55(6):702-716.