[发明专利]一种利用一般信号序列隐藏加权信号的隐蔽通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及在一般信号序列中嵌入加权信号以达到隐蔽通信的实现方法，属于通信技术 领域。

背景技术

信息隐藏技术是20世纪90年代中期从国外兴起的，它是集多学科理论与技术于一身的新 兴技术，并且迅速引起了专业人士的研究兴趣。它是利用人类感觉器官的不敏感，以及多媒 体数字信号本身存在的冗余，将秘密信息隐藏在宿主信号中，不被人的感知系统察觉或不被 注意到，而且不影响宿主信号的感觉效果和实用价值。信息隐藏最重要的特点在于它不仅隐 藏了信息的内容，而且隐藏了信息的存在，因而在信息安全领域显示出更为优良的特性。

信息隐藏是信息保护的一种手段，它不同于传统的密码学技术。密码技术主要是研究如 何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密码形式(密文)；而信息隐藏主要研究如 何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息

隐蔽通信技术是信息隐藏技术的一个重要分支，它着眼于掩藏一次通信的存在，也就是 说，是使得攻击者不确定哪里存在秘密，它隐藏的是信息存在的形式。对加密通信而言，由 于密文容易被辨认，可能更会激起拦截者破译的欲望，使得他们截获密文就全力进行破译， 或将密文进行破坏后再发送，从而影响机密信息的安全；但对隐蔽通信技术而言，由于隐藏 了秘密信息的信号看起来和一般信号差不多，拦截者面对众多信息难以判断哪些含有秘密信 息，哪些没有秘密信息，因而相对比较容易逃离拦截者的攻击，从而能保证机密信息的安全 ，达到隐蔽通信的目的。

分数傅立叶变换(Fractional Fourier Transform，FRFT)是一种重要的时频分析工具， 近些年来得到了较为广泛的研究，并在一些工程技术领域得以应用。FRFT是对传统Fourier 变换的推广，其根本特点可以理解为对Fourier变换特征值的分数化。参数取值的连续性、 旋转相加性和对信号时频形式的统一性是FRFT的基本性质。由于对特征值分数化方式的不同 ，以及对FRFT性质约束的宽泛性，使得FRFT具有很多种不同的定义形式。根据这些定义各自 的出发点和基本特征，可以大致将其划分为两类，即：经典类FRFT和加权类FRFT。

经典类FRFT是提出比较早的一种FRFT形式，它直接从Fourier变换积分核及特征值出发 ，加以推广和完备。由于经典FRFT具有chirp形式的正交基，因而经典类FRFT又被称为 chirp类FRFT。目前有关FRFT的研究和应用大多集中在经典类上，由于出现早、研究广泛， 因而有时也将其直接称为FRFT。经典FRFT在求解微分方程、量子力学、信号分析和处理等科 学研究中有着比较广泛的应用；工程技术方面，如光通信系统、光图像处理等光学相关领域 是最早利用经典FRFT的，也是目前应用最成功的。但是受限于经典FRFT的离散算法问题，其 在通信领域的应用受到了比较大的限制。

加权类分数傅立叶变换(Weighted FRFT，WFRFT)是有别于经典分数傅立叶变换的一种新 型数学工具，由C.C.Shih在1995年首次提出，较经典类晚得多。提出伊始，其仅仅是为了 满足FRFT基本性质而定义的，变换本身并未被赋予实际的物理意义。随着光学研究的进展， WFRFT的数学性质在光学系统中得到了很好的体现，并且可以通过简单的光学器件加以实现 ，因而在信息光学中得以广泛的应用。

在C.C.Shih之后，随着对FRFT研究的深入，WFRFT的定义被不断推广，并在某种程度上 与经典FRFT统一。C.C.Shih所提出的WFRFT定义形式可以适用于任何具有周期性的变换。利 用这一性质，可以将连续WFRFT定义推广到离散序列的WFRFT。

传统连续的四项加权分数傅立叶变换(4-WFRFT)的定义为：

F^α[f](t)＝w₀(α)f(t)+w₁(α)F(t)+w₂(α)f(-t)+w₃(α)F(-t)

其中w₀～w₃为由动态加密参数α控制的加权系数，具体表达形式为：