[发明专利]一种基于小波变换的编码信道信息隐藏方法

说明书

本发明公开了一种基于小波变换的编码信道信息隐藏方法，包括：(1)对秘密信息进行预处理，包括：(1‑1)对公开信息和秘密信息分别使用不同信道编码方法和星座映射，来产生程度相同的调制符号序列；(1‑2)采用正交小波函数对星座符号进行正交变换，产生趋同白噪声特征的I路和Q路信号；(1‑3)使用预存的交织矩阵对得到的I路信号和Q路信号进行信号位置调整；(2)将承载秘密信息的伪白噪声信号直接叠加在公开信息的星座符号上形成混合信号；(3)发射混合信号；(4)接收端对接收到的混合信号进行处理，获取秘密信息。即使了解本发明的基本原理，但在没有获知密钥的情况下仍无法对通信过程中的秘密信息存在性进行高精确性的判断。

技术领域

本发明涉及信息隐藏领域，尤其涉及一种基于小波变换的编码信道信息隐藏方法。

背景技术

信息隐藏是将机密信息秘密地隐藏于公开信息中，然后在开放信道上通过公开信息的传输来传递机密信息。第三方由于受感知分辨率的限制，难以判断公开信息中是否嵌套了秘密信息，从而保证秘密通信的不可觉察性。

目前信息隐藏技术的研究主要集中在文本、图像、音频和视频等载体上进行的。而本文的研究对象是无线数字通信系统中的隐藏通信技术，即发送方在开放无线信道上，使用公开标准发送的无线通信信号中嵌入一定信息量的隐藏信息，隐蔽通信接收方可以通过一定方式准确地解析该秘密信息，而监测方即使了解本方法的基本原理，但在没有获知密钥的情况下仍无法对通信过程中的秘密信息存在性进行高准确性的判断。

信息隐藏通信的本质在于利用在开放信道上的可公开信息正常传输过程的掩护进行秘密信息传递，使非目标用户无法察觉到秘密信息本身，甚至信息传递行为的存在。因此，隐蔽通信系统必须具有很高的隐蔽性、稳健性和安全性。

信息隐藏通信系统必须在高隐蔽性这一首要前提下，保证系统的稳健性。隐蔽性是指秘密信息的不可感知性，即嵌入秘密信息后的发送信号无论从时域、频域特征分量上看，还是解调结果，都不能有可察觉的异常；稳健性则要求隐蔽通信接收端能够从空中的混合信号里准确地恢复出秘密信息。

1983年Simmons在国际密码学术研讨会上提出了“囚徒问题”，这成为了现代信息隐藏的普遍理论模型。考虑到随着数字信号处理能力的不断提升，监测方在不考虑成本的情况下，理论上在公共开放信道上会具备超强的信号手机和分析能力，因此对在无线编码信道上的信息隐藏算法设计而言，理想的算法需要具备如下特性：

算法的保密性：算法原理越保密，敌方发展针对性的分析技术越难，因此该算法应该是未公开发表的。算法抵抗穷举分析性：即使敌方通过各种途径了解到了算法原理，该算法也可以通过趋于无穷且时变的密钥空间来抵御对方的穷举分析。

隐藏信息嵌入公开信息的方式是决定隐藏性能的基础，其设计理念是在具备对开放信道的所有信号解析能力的侦测方去除公开信息的承载信号后，其嵌入隐藏信息的剩余信号的特征将和其他没有嵌入隐藏信息的通信信号的剩余信号的特征保持高度一致。否则即使隐藏信息的嵌入虽有没有导致公开信息的接收出现错误，但侦测方仍可以通过逆向推导或者对剩余信号的分析来判断出隐藏信息的存在性。而对于没有嵌套隐藏信息的公开信号而言，在理想去处通信信号成分后，剩余信号肯定是一个服从高斯分布的白噪声信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于小波变换的编码信道信息隐藏方法。本发明实现了混合信号的通信信号特征和无隐藏信息的通信信号在时域和频域上的趋同，同时保证了删除公开信号成分后，剩余信号的特征也趋同于白噪声，提升了隐蔽通信过程的安全性和隐蔽性。

本发明的目的能够通过以下技术方案实现：

一种基于小波变换的编码信道信息隐藏方法，具体步骤包括：

(1)对秘密信息进行预处理，所述预处理包括：

(1-1)基于各自的信息速率，对公开信息和秘密信息分别使用不同信道编码方法和星座映射，来产生程度相同的调制符号序列；