嵌入宿主信號中的隱藏信號的隱藏方式的製作方法
2023-06-11 17:19:26 1
專利名稱：嵌入宿主信號中的隱藏信號的隱藏方式的製作方法
技術領域：
本發明涉及保密通信中隱藏信號的隱藏方式。
背景技術：
隨著偵測手段和信息處理技術的發展，機要信息通信的安全威脅日益突出，單純的信息加密已不能保證信息傳輸的安全。一個重要的原因是加密信息在信道傳輸過程中特徵過於明顯，信息的敏感性較高，如利用網絡協議中的數據包的冗餘數據位來嵌入信息，信息的隱藏位置過於明顯，容易被攻擊者迅速定位。
為此，可將要保護的重要信息加密後隱藏在一般的通信信息中，其隱蔽性便大大提高，這正是信息隱藏技術所研究的課題。通信學報2002年第23期第5卷第108-112頁給出了基於量化編碼技術的聲音隱藏算法，其核心思想為隱藏時，在待傳輸的數位訊號(稱為宿主信號)當中保留部分信號作為參考信號，利用參考信號生成基準信號，把隱藏信號嵌入基準信號中生成目標信號；傳輸的是參考信號和目標信號；提取時，利用所保留的參考信號重現基準信號，利用目標信號與基準信號之差提取出保密信息。文中給出的隱藏信號為對稱雙極性二進位碼，幅值為一常數α(α＞0)，隱藏時，嵌入+α表示二進位碼1，-α表示二進位碼0；提取時，以0為檢測界限，目標信號與基準信號之差＞0處解出二進位碼1，＜0處解出二進位碼0。
上述隱藏信號會使宿主信號產生異變，對宿主信號中幅度較大的部分信號點，由相對幅值α較小的隱藏信號造成的異變並不明顯，但對幅度較小的另一些信號點，同樣的幅值α便顯得相對較大，造成易被接收方感知的較為明顯的異變。尤其對語音信號而言，相對較大的異變很容易被收聽者感知。
發明內容
本發明的目的是給出一種不易被接收者感知異變的嵌入宿主信號中的隱藏信號的隱藏方式。
嵌入宿主信號中的隱藏信號的隱藏方式，其特徵是包括下述步驟制定使異變不易被接收者感知的條件，該條件直接或間接地表現為隱藏信號的幅值和基準信號的幅值之間的關係；結合基準信號的幅值確定隱藏信號的幅值的取值範圍；將幅值在此取值範圍內選取的隱藏信號嵌入基準信號中。
由於隱藏信號的幅值的取值範圍是根據所制定的條件算出來的，而該條件表現為隱藏信號的幅值α和基準信號的幅值|zi|之間的關係(用數學語言可表示為f(α，|zi|)∈A，其中f為一函數，A為所需滿足的取值範圍，f、A均由人為制定)，故隱藏信號的幅值α的取值範圍隨著基準信號的幅值|zi|的變化而變化(用數學語言可表示為α∈B(|zi|)，其中B為根據f、A所解出的集合)，當基準信號幅值較大時，隱藏信號的幅值可取較大的值；當基準信號幅值較小時，隱藏信號就取較小的幅值。只要隱藏信號在該取值範圍內選取幅值，就總能滿足所制定的條件，所引起的異變就不易被接收者感知。
具體實施例方式
記宿主信號為XC＝{xci}，i＝1，2，…，2ns。發送方保留奇數點作為參考信號，對偶數點xc2i用相鄰奇數點的算術平均值代換xc2i=12(xc2i-1+xc2i+1),i=1,2,,ns]]>作為基準信號，把隱藏信號S＝{s2i}，i＝1，2，…，ns嵌入基準信號中生成目標信號，這樣被傳輸的就是奇數點和目標信號。隱藏信號的幅值記為α。
接收方利用所收到的相鄰奇數點的算術平均值重現基準信號xc2i=12(xc2i-1+xc2i+1),i=1,2,,ns,]]>所收到的目標信號與被重現的基準信號之差就等於隱藏信號，得出保密信息。
實施例一為方便表述，記zi＝xc2i，即基準信號為Z＝{zi}，i＝1，2，…，ns。
記目標信號與基準信號之差為Δzi，即Δzi＝±α。
制定使異變不易被接收者感知的條件Δzi2≤Kzi2，即認為滿足此條件時，該異變不可感知。其中K的取值乃人為制定，例如取K＝0.1。
可見，使異變不易被接收者感知的條件是通過隱藏信號的幅值和基準信號的幅值之間的關係來表達的，由此解出|zi|K.]]>如取K＝0.1，則|zi|0.1.]]>隱藏信號的幅值根據與基準信號有關的該範圍取值，便可不讓接收者感知由此引起的異變。
實施例二設載體話音(模擬信號)抽樣為X＝{xi}，i＝1，2，…，2ns，經μ律壓縮後為Y＝{yi}，i＝1，2，…，2ns，再經量化後為XC＝{xci}，i＝1，2，…，2ns。為方便表述，記zi＝xc2i，即基準信號為Z＝{zi}，i＝1，2，…，ns。
記目標信號與基準信號之差為Δzi，所對應的量化前的信號之差為Δyi，再對應的壓縮前的抽樣信號之差為Δxi。(此處忽略量化誤差)制定使異變不易被接收者感知的條件|Δxi|≤K|xi|，即認為滿足此條件時，收聽者便不可感知.K的取值乃人為制定，例如取K＝0.1。
記μ律曲線在i點的斜率為Ti，則有Ti=yixi.]]>記單位量化間隔為y=ymax-yminM,]]>其中ymax、ymin分別為量化的上、下限，M為量化間隔數，則Δyi＝αΔy。
可見，使異變不易被接收者感知的條件是通過隱藏信號的幅值和基準信號的幅值之間的關係來表達的，這裡基準信號的幅值是由Ti、Δy和xi間接表示的。
將Ti=yixi]]>和Δyi＝αΔy代入|Δxi|≤K|xi|得|KxiTiy|.]]>本發明還可採用其它實施方式。
使異變不易被接收者感知的條件可制定為0.8zi+zizi1.1;]]>又可制定為當Δzi＞0時，Δzi≤1；當Δzi＜0時，(zi+Δzi)2-zi2≤8；等等。
基準信號的生成不一定採用保留奇數點生成偶數點的方式，也可保留偶數點生成奇數點，或保留3的倍數點取三等分均值生成其它點。本發明的發明點並不在於基準信號的生成規則。
權利要求
1.嵌入宿主信號中的隱藏信號的隱藏方式，其特徵是包括下述步驟制定使異變不易被接收者感知的條件，該條件直接或間接地表現為隱藏信號的幅值和基準信號的幅值之間的關係；結合基準信號的幅值確定隱藏信號的幅值的取值範圍；將幅值在此取值範圍內選取的隱藏信號嵌入基準信號中。
2.如權利要求1的隱藏方式，其特徵是，制定使異變不易被接收者感知的條件為|Δxi|≤K|xi|，其中，xi為抽樣信號，Δxi為目標信號與基準信號之差所對應的壓縮前的抽樣信號之差，K的取值由人為制定。
3.如權利要求1的隱藏方式，其特徵是，制定使異變不易被接收者感知的條件為Δzi2≤Kzi2，其中，zi為基準信號，Δzi為目標信號與基準信號之差，K的取值由人為制定。
全文摘要
本發明給出一種嵌入宿主信號中的隱藏信號的隱藏方式，其根據所制定的使異變不易被接收者感知的條件，結合基準信號的幅值確定隱藏信號的幅值的取值範圍。本發明用於在一般的通信信息中隱藏保密信息。
文檔編號H04L9/28GK1866819SQ20061003600
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月19日 優先權日2006年6月19日
發明者李旭傑, 楊成胡, 趙鴻燕 申請人:廣東省電子技術研究所