[發明專利]一種基于整數階乘分解運算的信息編碼解碼方法

在審

• 申請號: 202211077716.2
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115632743A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 李保濱;張玄
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L9/40
• 代理公司: 北京惠智天成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11681
• 代理人: 景梅

本發明涉及計算機信息安全、隱私保護和隱蔽通信領域，特別是涉及一種基于整數階乘分解運算的信息編碼解碼方法，步驟如下：信息發送者將待編碼信息視作二進制序列，并將其轉化為對應的十進制整數形式，該整數為非負數；信息發送者根據獲得的十進制整數的大小，選擇一定數量的互異數字，確定用于信息編碼的數字集合；信息發送者將數字集合中的各個數字重新排列，使排列后的數字序列能夠表示待編碼信息對應的十進制整數；信息發送者將該數字序列作為原始信息的編碼，并將編碼發送給信息接收者；信息接收者按序接收作為編碼的數字序列，根據該序列計算得到一個十進制整數，將其轉化為二進制形式，即為原始信息。本發明不限制載體文件的類型，因此適合于任何需要隱蔽通信的場景；沒有對載體進行任何修改，可以有效地抵抗隱寫分析的攻擊；避免了映射規則的暴露。

技術領域

本發明涉及計算機信息安全、隱私保護和隱蔽通信領域，特別是涉及一種基于整數階乘分解運算的信息編碼解碼方法。

背景技術

隨著互聯網技術的發展，信息交流日益頻繁，如何在網絡上安全地傳輸秘密信息已成為信息安全領域的一個熱門話題和重要任務。

隱蔽通信技術是一種可以使人們在不安全信道上實現安全通信的技術，它將秘密信息隱藏在數字媒介或文件組合中。相比于加密通信，隱蔽通信技術可以隱藏通信行為本身，具有更加廣闊的應用前景。

一般的隱蔽通信方案將秘密信息以第三方不可感知的方式嵌入載體文件，并將載體文件以公開的信道進行傳輸或者發布。發送者與接收者可以按照約定的方式從載體文件中提取秘密信息，而第三方無法獲取。但是這種方式需要修改載體文件，修改痕跡能夠經由一定的隱寫檢測手段檢測出來，因此其安全性面臨著巨大挑戰。

無載體的隱蔽通信方案由此逐漸獲得人們的重視。無載體隱蔽通信無需修改載體，而是以秘密信息為驅動直接獲取或生成載體，因此很好地解決了傳統隱蔽通信方案易被隱寫分析檢測的問題。時至今日，已經有許多無載體隱蔽通信被提出，例如中國發明專利CN108595975A提出了一種基于近重復圖像檢索的無載體信息隱藏方法，中國發明專利112000970A提出了一種基于部件關聯圖的文本無載體隱寫方法及系統，中國發明專利CN111027081A提出了一種基于特征映射的文本無載體信息隱藏方法。這些方法往往定義了一定的規則建立秘密信息與載體文件特征的雙向映射，基于這種映射規則根據秘密信息從預先構建的載體庫中選擇文件，或者將文件還原回秘密信息。但是，現有的無載體隱蔽通信方案存在以下重要的技術局限：

1、安全性較低。

在現有方法中，具有某些特征的文件被固定地映射到一個特定的秘密信息片段。監聽者可能會找出這種基于特征的映射規則并破解隱蔽通信系統。例如，設想在一套隱蔽通信系統中，一條信息p＝s₁s₂可能被表示為載體文件序列C_p＝{F₁,F₂}，而另一條信息q＝s₁s₂s₃可能被表示為文件序列C_q＝{F₁,F₂,D₃}。監聽者據此可以找出映射規則并截獲該隱蔽通信系統中任何使用這些映射規則的信息，從而給隱蔽通信系統帶來巨大的安全問題。

2、存儲開銷較大。

在現有方法中，發送者根據秘密信息片段基于映射規則從載體庫中依次選擇載體文件并順序發送。由于文件與秘密信息片段之間的映射規則能覆蓋任何可能的信息片段，因此載體庫中必須包含許多文件。單個載體文件的容量越大，承載的秘密信息片段的可能性空間就越大，載體庫中需要包含的文件就越多；為了提高傳輸方法的安全性，一個秘密信息片段必須能被映射到多個載體文件，進一步擴大了載體庫的空間。構建、檢索和維護這樣一個龐大的庫顯然是一個困難的工作，在實踐中帶來諸多不便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效可靠的信息編碼解碼方法，解決上述的安全性和存儲空間問題。