[发明专利]一种基于最佳相似度匹配的IP语音隐写方法

说明书

技术领域

本发明涉及安全通信领域，特别涉及一种基于最佳相似度匹配的IP语音(Voice over IP,VoIP)隐写方法，适用于以IP语音为载体的隐蔽通信。

背景技术

互联网技术的迅猛发展很大程度上改变了人类的生产和生活方式。然而，在互联网技术为人类带来巨大便利的同时也带来了通信内容被窃取或篡改、个人隐私被窃取等各种安全风险和隐患。因此，人们开始普遍关注在开放的Internet环境下如何进行安全通信的问题。隐写(Steganography)是信息隐藏技术的重要分支，并作为隐蔽通信的核心技术受到了广泛关注，它是利用人类感觉器官的不敏感性(感觉冗余)以及多媒体数字信号本身存在的冗余(数据特性冗余)，在不影响载体质量及正常通信的前提下，将隐秘信息隐藏在可公开的媒体信息中，使得隐秘信息不被察觉地传输。与传统的加密技术相比，隐写技术掩盖了信息的存在性，使得隐蔽通信不易被察觉，从而有效提高了隐秘信息的安全性。

从现有的文献来看，目前的信息隐藏技术已不仅仅局限于图像、文本、音频等静态媒体，以IP语音(Voice over IP,VoIP)为代表的动态流媒体信息隐藏技术成为近年来一个新的研究热点。主流的研究思路是以编码后的语音流作为载体，利用对其中冗余部分的修改来实现隐秘信息的隐藏。基于最低有效位(Least Significant Bit,LSB)的隐写，以其低复杂度和高隐藏容量等优点，成为目前在IP语音中应用最多的一种技术。尽管如此，如何提高LSB隐写过程的安全性，尤其是如何提高感知透明性(也称为不可感知性)一直是研究者们不懈追求的目标。如Huang等引入了LSB Matching算法来降低载体的改变量，以提高隐写过程的感知透明性，见Y.Huang,B.Xiao,H.Xiao.Implementation of covert communication based on steganography,Proceedings of the4th International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing,August,2008,pp.1512-1515(Y.Huang,B.Xiao,H.Xiao.基于隐写的隐蔽通信实现，第四届国际智能信息隐藏和多媒体信号处理会议论文集，2008年8月，pp.1512-1515).但是该方法将隐藏容量降低到了传统LSB方法的一半。Liu等人则是将语音帧的LSB转换成多进制(如二进制，三进制及五进制)序列，以多进制的方式执行嵌入操作，以减少对语音质量的影响，见J.Liu,et al.Least-significant-digit steganography in low bitrate speech.Proceedings of the47th IEEE International Conference on Communications,June,2012,pp.1-5(J.Liu等.低速率语音中的最低有效数位隐写，第47届IEEE国际通信大会论文集，2012年6月，pp.1-5)。近年来，Tian等主张在隐藏过程中引入隐写编码，来增加嵌入隐秘信息和载体的相似度，从而最终提高隐写的感知透明性，并分别以m序列(见H.Tian,H.Jiang,K.Zhou,D.Feng.Adaptive Partial-Matching Steganography for Voice over IP Using Triple M Sequences(基于三重m序列的自适应部分匹配IP语音隐写算法),Computer Communications(计算机通信),2011,34(18):2236-2247)和数字逻辑编码(见H.Tian,H.Jiang,K.Zhou,D.Feng Transparency-orientated encoding strategies for voice-over-IP steganography(IP语音隐写中面向感知透明性的编码策略).The Computer Journal(计算机期刊),2012,55(6):702-716)对上述思想进行实践，证明了其可行性。但这两种方法在提高隐秘信息和载体的相似度方面仍是一种随机的调制方式，直接的应用某种编码，而没有充分利用隐秘信息和载体的特性。换言之，如果能够进一步利用隐秘信息和载体的特性，采用启发式的方法对隐秘信息进行某种形式的调制，将有助于进一步提高它们之间的相似性，从而最终增强隐写过程的不可感知性。

发明内容