[发明专利]用于溯源和信息传输的网络流水印方法及系统

权利要求书

1.一种用于溯源和信息传输的网络流水印方法，其特征在于，包括：

根据用户请求及网络资源判断应用场景；

若判断为对攻击者进行溯源的应用场景，则采用增量调制策略进行水印嵌入；若判断为信息传输的应用场景，则采用交叉调制策略进行水印嵌入；

其中，

增量调制策略中，通过改变数据包间时延IPD序列的元素顺序来调整IPD的相对大小从而进行水印信息的嵌入；交叉调制策略中，将水印信息用基于时间和基于内容两种方案交叉传输，水印嵌入参数可随机选取，同时不再需要存储和比对多条数据包间时延IPD；

交叉调制策略进行水印嵌入，包括：在获得原始水印信息之后，再采取纠错编码技术进行纠错编码得到水印码字；将水印码字根据水印嵌入和水印检测私下约定的规律分为两组；其中，一组水印码字采用增量调制策略进行水印嵌入；另一组水印码字通过修改IP数据包头进行水印嵌入：在解析和处理IP数据包头部时，将另一组水印信息采取基于内容的水印算法进行嵌入到同一数据流IP数据包报头的可选字段中；

采用增量调制策略进行水印嵌入，包括：

原始水印信息为二进制向量，选取一种纠错码对原始水印信息进行编码，得到水印码字；

随机选择一个常正整数，获取数据流的时间序列，计算当前数据包间时延IPD；

将数据流的时间间隔序列按上述选择的正常数进行分组，每该正常数数目的序列元素为一组，每组再依次累加得到维度与分组的组数相同的新序列；

根据所述数据流的时间间隔序列和所述累加序列，得到嵌入水印后的数据包间时延IPD新序列，再对数据流中的数据包时间间隔按照嵌入水印后的数据包间时延IPD新序列进行调制发送，则可让数据流带上标记的水印信息；其中，调制的新序列尽量不改变原始序列的数字特征，只要调整相邻两组IPD序列元素的顺序即可，保证序列的后一组之和大于前一组之和则嵌入了水印信息1，保证分组的后一组之和小于前一组之和则嵌入了水印信息0，相对大小就可以表示嵌入的水印。

2.根据权利要求1所述的用于溯源和信息传输的网络流水印方法，其特征在于，对采用增量调制策略嵌入的水印进行检测提取时，对于提取到的水印信息若与嵌入的水印信息相关性大于阈值或误码率小于阈值，则可判定检测到水印且两者具有通信关系。

3.根据权利要求2所述的用于溯源和信息传输的网络流水印方法，其特征在于，对采用增量调制策略嵌入的水印进行检测提取，包括：

当要检测某网络中的数据流是否含有水印时，先检测网络流中数据包的到达时间序列，再计算当前数据包间时延IPD序列；

将数据包间时延IPD序列进行分组，并累加得到维度与分组的组数相同的时间间隔序列；

根据得到的时间间隔序列进行水印提取，同样进行累加分组，若序列后一组之和大于前一组之和则译码得到水印信息为1，若后一组之和小于前一组之和则译码得到水印信息为0，相对大小就可以译码得到水印信息；再根据纠错编码的解码过程解码出原始的水印信息；

计算嵌入水印后的IPD序列与检测过程中采集到的数据包时间间隔序列的相关性及误码率；若相关性大于一定的阈值且误码率小于一定阈值，则表示含有水印且两者之间有通信关系，反之，则不含有水印且两者之间没有通信关系。

4.根据权利要求1所述的用于溯源和信息传输的网络流水印方法，其特征在于，对采用交叉策略嵌入的水印进行检测提取，包括：

收集到数据流的IPD序列按照增量调制策略的水印检测译码方案进行解码从而得到一组水印信息序列；并对数据包IP报头进行提取得到另一组水印信息序列；

将两组序列重组合并得到完整的解码后的序列，再根据纠错编码的解码过程解码出原始的水印信息。