[發明專利]一種基于隨機噪聲調制的隱蔽通信系統

有效

• 申請號: 201810305109.4
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108632255B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 王亢;周國民;李國軍;董齊芬
• 申請（專利權）人: 浙江警察學院
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L1/20;H04L25/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于隨機噪聲調制的隱蔽數字通信系統，發射機以宿主數據為高斯噪聲發生器的種子；聯合正態分布噪聲的相關系數由隱蔽比特來調制；攜帶隱蔽比特的聯合正態分布噪聲，線性疊加到宿主發射機數字調制器的輸出；在接收端，以宿主數據為種子，生成與發射機相同的高斯噪聲，然后再與聯合正態分布噪聲的估計做相關，經硬判決后即可恢復出隱蔽比特，實現信息的隱蔽傳輸。本發明具有較強的隱蔽性。

技術領域

本發明涉及無線通信和信息安全技術領域，具體涉及一種基于隨機噪聲調制的隱蔽通信系統。

背景技術

由于電磁空間的開放性及電磁信號傳輸的輻射性，承載著重要信息的通信信號完全暴露在自由的空間中，以及標準協議的廣泛采用，使得移動數據在傳輸過程中容易遭到非法用戶的竊聽，極有可能導致用戶隱私、財務等個人重要信息的泄露。密碼技術是將所要傳遞的明文信息進行加密處理，將明文變成不可識別的密文，使加密后的信息變得難以理解。但這樣做卻帶來了另一個問題，加密技術將明文加密成一堆亂碼，反而提醒竊聽者，傳輸的數據存在重要的信息。

如何能逃避竊聽者的嚴密監控并實現電磁信號的隱蔽傳輸，在軍事上成為信息對抗、爭奪電磁空間控制權的關鍵；在民用上，保護用戶重要信息不被竊聽的關鍵。

傳統數字發射機(僅考慮基帶)，包括了信源、信道編碼、數字調制、上采樣與根升余弦FIR濾波器，發送到信道。傳統數字接收機(僅考慮基帶)：包括了下采樣與根升余弦濾波、數字解調、信道譯碼、信宿，恢復出發射機傳輸的信息。

發明內容

為了克服現有的合法用戶的無法可靠保證重要信息不被竊聽、隱蔽性較差的不足，為了能夠讓合法用戶實現隱蔽數據的安全傳輸，本發明提出了一種隨機噪聲調制的隱蔽通信系統，它是一種借助于已方(或者他方、甚至敵方)的通信鏈路上的隱蔽通信系統，由于其信道避免了受到敵方的有意干擾和物理摧毀，是一種具有很強生存性的隱蔽通信手段。它不僅基本不影響原系統業務質量，而且能夠有效地保證己方通信暢通。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種基于隨機噪聲調制的隱蔽通信系統，包括：

隱蔽發射機，用于以宿主通信數據為產生隱蔽系統中的高斯白噪聲發生器的種子，產生噪聲序列n₁、n₂；n₁、n₂構成聯合正態分布噪聲w，其相關系數隱蔽比特c來調制；隨機噪聲w疊加到傳統數字發射機數字調制的輸出，進入到上采樣與根升余弦濾波器，再發射到信道中去；

隱蔽接收機，用于隱蔽系統接收端的同步、信道估計和隨機噪聲w的恢復，均借助宿主系統來完成；借助宿主系統的數據作為高斯噪聲發生器的種子，生成本地高斯白噪聲借助宿主系統得到隨機噪聲w的估計然后與做相關，再經過硬判決，恢復出隱蔽系統。

進一步，在所述的隱蔽發射機中，噪聲序列n₁、n₂，聯合正態分布噪聲的相關系數由隱蔽比特c來調制，過程如下：

隱蔽系統的聯合正態分布噪聲為：

其中，c為隱蔽系統的信息比特；w(t)與n₁(t)之間的相關系數由隱蔽比特c來調制，假定發送比特‘0’時，相關系數為ρ，發送比特為‘1’時，相關系數為-ρ；噪聲序列n₁(t)、n₂(t)是相互獨立的，均服從的正態分布隨機過程；

調制之后的隨機噪聲w，線性疊加到宿主發射機已調符號上。

再進一步，所述宿主系統為傳統數字通信系統，發射和接收處理過程如下：