一種基于脈沖編碼調制語音編碼的語音流的信息隱藏方法技術

本發明專利技術公開了一種基于脈沖編碼調制語音編碼的語音流的信息隱藏方法，目的是提出基于G.711μ-law語音流的信息隱藏方法，提高隱秘信息傳輸的安全性、信道利用率。技術方案是先構建由進行語音通話的雙方構成的通信系統，用G.711μ-law中編號為0～3的模式的可利用插入位置構建4個信息傳輸通道，設計信息封裝格式，發送端和接收端并行進行信息的發送和接收，發送端對信息進行發送時，要對信息進行預處理，將隱秘信息插入到語音流L中，并對語音流進行音質動態彌補，根據通道的通暢狀況向上或向下調整通道。接收端對接收到的信息合并還原。本發明專利技術構建了通道動態調節機制，能夠增加信息傳輸的安全性，充分利用信道的帶寬資源，且能提高語音的質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術主要涉及到基于G. 711 μ-law (μ制脈沖編碼調制語首編碼，是國際電/[目聯盟制訂的一種語音壓縮編碼)的信息通信領域，特指一種基于G. 711 μ -law語音流的信息隱藏方法。
技術介紹
目前，對于互聯網信息傳輸的安全保護主要是對內容進行加密，采用的密鑰體制有DES(Data Encryption System,數據加密標準)等。雖然密鑰體制能夠對內容進行保護， 但是由于缺乏對傳輸途徑的恰當保護使得潛在的攻擊者即便無法破譯傳輸內容，也可以通過對傳輸途徑進行破壞，如混入錯誤信息，攔截信道等，使得信息無法成功傳輸。因此，在當前互聯網條件下研究如何保護互聯網傳輸途徑具有很強的現實意義。目前，對于傳輸途徑的保護辦法主要是采用基于文件隱寫的信息隱藏技術，其原理是通過將需傳輸的秘密信息分割成較小的單位，將這些較小單位分散插入載體文件。一般來說，載體文件選用音頻、圖片，利用人的聽覺、視覺的對于微弱變化的不敏感性，使得插入信息后的載體文件聽起來或看起來與插入信息前的音頻文件或者圖片幾乎沒有區別，潛在的攻擊者也就無法發現隱秘信息傳輸的途徑，通過信息隱藏的方法來保護信息傳遞的內容及途徑。然而基于靜態文件隱寫的信息安全防護在為信息傳遞的途徑提供保護的同時，存在著一系列的缺點，隱寫信息容量受到文件大小限制，存在源文件與隱寫后文件比對造成信息泄露的隱患，靜態導致信息傳輸實時性差，通信雙方無法及時反饋，通信方式難以變化也降低了靈活性。目前互聯網迅速發展，流媒體的應用不斷擴大，由于流媒體具有實時性好，無源文件等優點，目前國際上信息隱藏的研究重點轉向了流媒體。基于G. 711 μ-law編碼的網絡電話是典型的流媒體之一，同時，網絡電話用戶數量多，連接方便，隱蔽性好，是理想的信息隱寫載體。使用流媒體信息隱藏技術時，需要確定載體文件、載體文件中的潛在插入位置、待隱藏信息和信息分割方法等。如附附圖說明圖1中所示，潛在的信息插入位置定義為HS，載體文件定義為C，待隱藏秘密信息定義為S。在信息隱藏過程中，將S分割成多個較小的信息塊S’，并將這些S’分別替換載體文件中HS的相應內容，生成載密文件C’。在發送信息時，只需發送載密文件C’即可實現信息的隱秘傳輸。如果攻擊者在網絡上截獲了載密文件C’，只會將該文件視作普通的文件。表1G. 711 U _law 語首編碼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于脈沖編碼調制語音編碼的語音流的信息隱藏方法，其特征在于包括以下步驟：第一步，構建通信系統，通信系統由進行語音通話的雙方構成，通信的雙方將隱秘信息隱藏在語音流中完成信息傳輸，通信的雙方均由發送端和接收端兩大軟件模塊組成，發送端將要發送的信息插入到發送給對方的語音流中，接收端從對方發送端接收語音流，從語音流中提取出隱秘信息；第二步，構建4個信息傳輸通道，利用G.711μ?law即μ制脈沖編碼調制語音編碼中編號為0~3的模式的可利用插入位置構建多個信息傳輸通道，編號為0的模式的可利用插入位置為wxyz，編號為1的模式的可利用插入位置為xyz，編號為2的模式的可利用插入位置為yz，編號為3的模式的可利用插入位置為z，構建信息傳輸通道需要確定用于信息傳輸的模式集合M和插入位置P，具體方法為：模式0~3即編號為0~3的模式編碼值的z位構成0號信息傳輸通道，模式0~2即編號為0~2的模式編碼值的y位構成1號信息傳輸通道，模式0~1即編號為0~1的模式編碼值的x位構成2號信息傳輸通道，模式0即編號為0的模式編碼值的w位構成3號信息傳輸通道；第三步，設計信息封裝格式，信息封裝格式由隱秘信息、幀頭標志、幀長度、編號、校驗碼組成，幀頭標志字段由雙方通信的幀格式決定，指明新的一幀的開始；幀長度字段表示整個信息幀的比特數；編號字段是數據幀的標識，為接收方將分割后的數據重組提供順序，同時提供區分不同類型數據幀的依據，編號為0代表信息正確接收的數據確認幀，編號為?1代表通道閑置時的通道檢測幀；隱秘信息字段是要傳送的秘密信息；校驗碼字段是將幀長度、編號和隱秘信息三個部分按照校驗方法計算出的結果；第四步，發送端和接收端并行進行信息的發送和接收：4.1發送方的發送端按以下步驟進行信息的發送：4.1.1對隱秘信息S進行預處理，得到封裝后的信息包S‘1，S‘2…S‘k…S‘n，方法是：首先將S加密，然后把加密后的S分割成長度為P、單位為比特的n塊信息S1、S2…Sk…Sn，再按照信息封裝格式，將小塊信息Sk即隱秘信息和其 幀頭標志、幀長度、編號、校驗碼封裝成信息包S‘k，1≤k≤n；4.1.2對變量進行初始化：將信息傳輸通道序號CNOW初始化為3，將變量k初始化為1；4.1.3將信息包S‘k插入到語音流L中：從VoIP通話軟件即Voice?over?IP軟件中取出要發送給接收方的語音流L，根據第二步中確定的通道編號與可利用插入位置的關系，找到當前使用的信息傳輸通道CNOW在L中對應的可利用插入位置，然后將S‘k逐比特替換這些可利用插入位置即信息插入位，得到L‘；4.1.4對L‘進行音質動態彌補，得到動態彌補后的語音流L“，方法是：4.1.4.1從信息插入位的相鄰的w、x、y、z中選擇彌補位：0號信息傳輸通道彌補位為y，1號信息傳輸通道彌補位為x和z，2號信息傳輸通道彌補位為w和y，3號信息傳輸通道彌補位為x；4.1.4.2實行動態彌補，彌補位可能的值有兩個，分別為0或1，使得彌補位有多種組合方式，如下表：對于當前使用的信息傳輸通道的彌補位的每一個組合，分別將插入信息后的語音編碼值的彌補位改為該組合，然后與插入信息前的語音編碼值作比較，選出相差最小的組合，將插入信息后的語音編碼值的彌補位改為這個組合得到動態彌補后的語音流L“，所述相差最小是指進行了彌補前后的編碼值的差值的絕對值最小；4.1.5發送方的發送端將L“提交給VoIP軟件，通過網絡發送給接收方的接收 端；4.1.6等待回復：發送方的接收端檢測是否收到接收方的發送端發送過來的確認數據包，如果在TR時間內沒有收到確認數據包，轉4.1.7；如果發送方的接收端檢測到成功收到確認數據包，則k=k+1，轉4.1.8；所述TR根據具體網絡時延決定；4.1.7向上調整通道：如果發送方的接收端連續Ndanger次沒有接收到確認數據包，且如果CNOW0，CNOW=CNOW?1；Nsafe為正整數；4.1.9單次發送結束，發送方檢測是否有數據確認包需要發送，如果有則置Sk“為確認數據包，轉4.1.3；如果k=0，轉4.1.1；如果0...

【技術特征摘要】
1.一種基于脈沖編碼調制語音編碼的語音流的信息隱藏方法，其特征在于包括以下步驟 第一步，構建通信系統，通信系統由進行語音通話的雙方構成，通信的雙方將隱秘信息隱藏在語音流中完成信息傳輸，通信的雙方均由發送端和接收端兩大軟件模塊組成，發送端將要發送的信息插入到發送給對方的語音流中，接收端從對方發送端接收語音流，從語音流中提取出隱秘信息； 第二步，構建4個信息傳輸通道，利用G. 711 μ-law即μ制脈沖編碼調制語音編碼中編號為(Γ3的模式的可利用插入位置構建多個信息傳輸通道，編號為O的模式的可利用插入位置為wxyz，編號為I的模式的可利用插入位置為xyz，編號為2的模式的可利用插入位置為yz，編號為3的模式的可利用插入位置為z，構建信息傳輸通道需要確定用于信息傳輸的模式集合M和插入位置P，具體方法為模式(Γ3即編號為(Γ3的模式編碼值的z位構成O號信息傳輸通道，模式(Γ2即編號為(Γ2的模式編碼值的y位構成I號信息傳輸通道，模式(Tl即編號為0 1的模式編碼值的X位構成2號信息傳輸通道，模式O即編號為O的模式編碼值的w位構成3號信息傳輸通道； 第三步，設計信息封裝格式，信息封裝格式由隱秘信息、幀頭標志、幀長度、編號、校驗碼組成，幀頭標志字段由雙方通信的幀格式決定，指明新的一幀的開始；幀長度字段表示整個信息幀的比特數；編號字段是數據幀的標識，為接收方將分割后的數據重組提供順序，同時提供區分不同類型數據幀的依據，編號為O代表信息正確接收的數據確認幀，編號為-1代表通道閑置時的通道檢測幀；隱秘信息字段是要傳送的秘密信息；校驗碼字段是將幀長度、編號和隱秘信息三個部分按照校驗方法計算出的結果； 第四步，發送端和接收端并行進行信息的發送和接收 .4.1發送方的發送端按以下步驟進行信息的發送 .4.1.1對隱秘信息S進行預處理，得到封裝后的信息包S ‘1;S V-S %-S ‘n，方法是首先將S加密，然后把加密后的S分割成長度為P、單位為比特的η塊信息Sp Sk···Sn，再按照信息封裝格式，將小塊信息Sk即隱秘信息和其幀頭標志、幀長度、編號、校驗碼封裝成信息包S ‘k，l彡k彡η;.4.1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐利洋，魏子令，徐爾茨，劉博，趙寶康，蘇金樹，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科學技術大學，
類型：發明
國別省市：