[發(fā)明專利]基于alpha穩(wěn)定分布隨機過程偏斜度參數(shù)的隱蔽通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010083698.3
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111246463B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐志江;金文兵;程文鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H04W12/03
• 分類號: H04W12/03;H04W12/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于alpha穩(wěn)定分布隨機過程偏斜度參數(shù)的隱蔽通信方法，以有偏斜的alpha穩(wěn)定分布隨機序列作為載波，合法用戶傳輸?shù)碾[蔽比特來調(diào)制前后半個比特周期載波序列的偏斜度極性，使之絕對值相同但極性相反，因此整個比特周期的隱蔽信號呈現(xiàn)出對稱alpha穩(wěn)定分布的特點；這種方法發(fā)射的隱蔽信號，與許多無線通信網(wǎng)絡(luò)中存在的對稱alpha穩(wěn)定分布干擾非常相似，從而使得竊聽者不易察覺到隱蔽通信的存在。本發(fā)明給出了計算量非常小的偏斜度的估計公式，以及推導(dǎo)出了相應(yīng)的概率密度函數(shù)，得到了誤比特率公式，指出了誤比特率與特征指數(shù)、偏斜度、和樣本數(shù)之間的關(guān)系。本發(fā)明實現(xiàn)容易、對設(shè)備計算性能要求不高的，隱蔽性較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信和信息安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于alpha穩(wěn)定分布隨機過程偏斜度度參數(shù)的隱蔽通信方法。

背景技術(shù)

日常生活中，越來越離不開LTE、5G、WiFi等通信技術(shù)。當(dāng)前和未來，保護個人隱私、財產(chǎn)數(shù)據(jù)等涉及到的通信安全問題，越來越受到重視。一種方法是通過SSL與TLS，在傳輸層與應(yīng)用層之間對網(wǎng)絡(luò)連接進行加密。但加密的同時也引入了另一個問題，加密技術(shù)將明文加密成一堆亂碼，反而提醒竊聽者，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存在重要的信息。另一種方法是采用隱蔽通信的方法，使得發(fā)送的隱蔽信號具備與環(huán)境干擾相似的隨機特征，竊聽者無法區(qū)分噪聲的來源(來自合法用戶發(fā)送的隱蔽信號，還是多用戶下的環(huán)境干擾)。這樣能夠在竊聽者嚴密監(jiān)控下未能被檢測到合法用戶隱蔽傳輸?shù)拇嬖冢卣搨鬏數(shù)男畔⑵平猓瑢崿F(xiàn)了用戶重要信息不被竊聽的關(guān)鍵。

許多文獻指出，在如ad?hoc、Wi-Fi、蜂窩網(wǎng)和LET等無線網(wǎng)絡(luò)中，多址接入干擾服從對稱alpha穩(wěn)定分布，而不是通常假設(shè)的高斯(正態(tài))分布。本發(fā)明利用alpha穩(wěn)定分布中的偏斜度參數(shù)，提出一種隱藏在環(huán)境干擾中的隱蔽通信方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠讓合法用戶實現(xiàn)隱蔽數(shù)據(jù)的安全傳輸，本發(fā)明提出了一種基于alpha穩(wěn)定分布隨機過程偏斜參數(shù)的隱蔽通信方法，實現(xiàn)容易、對設(shè)備計算性能要求不高的，隱蔽性較好。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于alpha穩(wěn)定分布隨機過程偏斜度參數(shù)的隱蔽通信方法，所述方法包括隱蔽通信系統(tǒng)發(fā)送端的信息隱藏處理與隱蔽通信系統(tǒng)接收端的信息恢復(fù)處理；

所述隱蔽通信系統(tǒng)發(fā)送端的信息隱藏處理包括以下步驟：

1-1：用穩(wěn)定分布噪聲發(fā)生器產(chǎn)生服從特征指數(shù)為α、偏斜度為β的alpha穩(wěn)定分布的隨機分布序列，記為S(α，β)，在一個比特周期T_b內(nèi)有生成N個獨立同分布的隨機序列，記為{X_k，k＝1，...，N}；

1-2：隱蔽比特b，通過曼切斯特編碼，在每個比特周期的中間時刻，也即T_b/2處，發(fā)生跳變；如果b＝1，從低電平跳變到高電平；如果b＝0，從高電平跳變到電平低，單雙極性變換，把單極性的‘0’、‘1’，分別變換到雙極性的‘-1’、‘+1’；

1-3：穩(wěn)定分布噪聲發(fā)生器輸出的隨機序列，與單雙極性變換的‘-1’相乘之后，改變了偏斜度的極性，也即得到的是S(α，-β)分布的隨機序列；與‘+1’相乘，仍然是S(α，β)分布的隨機序列；

因此，如果隱蔽比特b＝0，則前半個比特周期的隨機序列s₀＝{-X_k，k＝1，...，N/2}是服從S(α，-β)分布的隨機序列，后半個比特周期的隨機序列s₁＝{X_k，k＝N/2，...，N}是服從S(α，β)分布的隨機序列；反之，如果隱蔽比特b＝1，則前半個比特周期的隨機序列s₀＝{X_k，k＝1，...，N/2}是服從S(α，β)分布的隨機序列，后半個比特周期的隨機序列s₁＝{X_k，k＝N/2，...，N}是服從S(α，-β)分布的隨機序列；