一種物理層隱寫方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例公開了物理層隱寫方法及系統(tǒng)，應(yīng)用于通信技術(shù)領(lǐng)域。在本實(shí)施例的方法中，信號(hào)的發(fā)送端在對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼后，根據(jù)隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的策略確定隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式，且生成隨機(jī)序列使其指示隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置，最后根據(jù)嵌入方式及隨機(jī)序列將隱藏信號(hào)嵌入到編碼后的載體信號(hào)中得到隱寫信號(hào)，調(diào)制后發(fā)送出去。這樣在傳輸隱藏信號(hào)時(shí)，考慮到信道編碼的過(guò)程，將隱藏信號(hào)嵌入到編碼后的載體信號(hào)中傳輸，且發(fā)送端會(huì)確定一種較為安全的隱藏信號(hào)的嵌入方式，使得隱寫信號(hào)不容易被敵意監(jiān)聽端懷疑，提高了隱藏信號(hào)傳輸?shù)陌踩浴?br />

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及通信
，特別涉及一種物理層隱寫方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
發(fā)送端通過(guò)物理層的隱寫技術(shù)，借助載體信號(hào)、隱寫密鑰和信道編碼，可以在監(jiān)聽端能夠獲取一部分信息(比如接收信號(hào)、信道編碼方式)的情況下將隱藏信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩耍疫@個(gè)過(guò)程中監(jiān)聽端不會(huì)懷疑隱藏信號(hào)/信道的存在，從而不對(duì)隱藏信號(hào)進(jìn)行攻擊和修改，確保隱寫信號(hào)傳輸過(guò)程中的安全性和穩(wěn)健性。現(xiàn)有的隱寫信號(hào)的一種傳輸方法是將隱藏信號(hào)嵌入到載體信號(hào)的附加位(也稱填充位)及循環(huán)前綴中，但是由于附加位和循環(huán)前綴一般都是固定的值，在隱寫信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中很容易引起敵意監(jiān)聽方的懷疑。另一種傳輸方法是在信號(hào)映射的過(guò)程中將隱藏信號(hào)嵌入到載體信號(hào)中，這種做法會(huì)在信號(hào)的星座圖上留下痕跡，也容易被敵意監(jiān)聽方發(fā)現(xiàn)。而如何在通信過(guò)程中提高隱秘通信的安全性和穩(wěn)健性，使得通信過(guò)程盡可能看不出異常，進(jìn)而避開監(jiān)聽端的懷疑和攻擊，是個(gè)比較重要的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種物理層隱寫方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼后嵌入隱寫信號(hào)。本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種物理層隱寫方法，包括：對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼得到編碼后的載體信號(hào)；根據(jù)如下至少一個(gè)參數(shù)的參數(shù)值確定隱寫安全級(jí)別：發(fā)送端與接收端的通信環(huán)境中的噪聲參數(shù)，所述信道編碼的參數(shù)，及對(duì)隱寫信號(hào)調(diào)制的調(diào)制參數(shù)；根據(jù)所述隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的隱寫策略確定隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式；生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列用于指示所述隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；根據(jù)所述嵌入方式及隨機(jī)序列在所述編碼后的載體信號(hào)中嵌入隱藏信號(hào)得到隱寫信號(hào)；將所述隱寫信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并發(fā)送。本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種物理層隱寫方法，包括：接收發(fā)送端發(fā)送的隱寫信號(hào)；將所述隱寫信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)后的隱寫信號(hào)，所述解調(diào)后的隱寫信號(hào)包含嵌入到編碼后的載體信號(hào)中的隱藏信號(hào)；生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列指示所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；獲取所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式，及所述隱藏信號(hào)的位數(shù)；根據(jù)所述嵌入方式，隱藏信號(hào)的位數(shù)及隨機(jī)序列從所述解調(diào)后的隱寫信號(hào)中獲取所述隱藏信號(hào)。本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種物理層隱寫裝置，包括：編碼單元，用于對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼得到編碼后的載體信號(hào)；級(jí)別獲取單元，用于根據(jù)如下至少一個(gè)參數(shù)的參數(shù)值確定隱寫安全級(jí)別：發(fā)送端與接收端的通信環(huán)境中的噪聲參數(shù)，所述信道編碼的參數(shù)，及對(duì)隱寫信號(hào)調(diào)制的調(diào)制參數(shù)；方式確定單元，用于根據(jù)所述級(jí)別獲取單元獲取的隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的隱寫策略確定隱藏信號(hào)在所述編碼單元得到的編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式；序列生成單元，用于生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列用于指示所述隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；隱寫單元，用于根據(jù)所述方式確定單元確定的嵌入方式及所述序列生成單元生成的隨機(jī)序列在所述編碼單元得到的編碼后的載體信號(hào)中嵌入隱藏信號(hào)得到隱寫信號(hào)；發(fā)送單元，用于將所述隱寫單元得到的隱寫信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并發(fā)送。本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種物理層隱寫裝置，包括：接收單元，用于接收發(fā)送端發(fā)送的隱寫信號(hào)；解調(diào)單元，用于將所述接收單元接收的隱寫信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)后的隱寫信號(hào)，所述解調(diào)后的隱寫信號(hào)包含嵌入到編碼后的載體信號(hào)中的隱藏信號(hào)；生成單元，用于生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列指示所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；信息獲取單元，用于獲取所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式及所述隱藏信號(hào)的位數(shù)；信號(hào)獲取單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的嵌入方式，隱藏信號(hào)的位數(shù)及所述生成單元生成的隨機(jī)序列從所述解調(diào)單元得到的解調(diào)后的隱寫信號(hào)中獲取所述隱藏信號(hào)。本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種物理層隱寫系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括：編碼單元，用于對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼得到編碼后的載體信號(hào)；級(jí)別獲取單元，用于根據(jù)如下至少一個(gè)參數(shù)的參數(shù)值確定隱寫安全級(jí)別：發(fā)送端與接收端的通信環(huán)境中的噪聲參數(shù)，所述信道編碼的參數(shù)，及對(duì)隱寫信號(hào)調(diào)制的調(diào)制參數(shù)；方式確定單元，用于根據(jù)所述級(jí)別獲取單元獲取的隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的隱寫策略確定隱藏信號(hào)在所述編碼單元得到的編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式；序列生成單元，用于生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列用于指示所述隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；隱寫單元，用于根據(jù)所述方式確定單元確定的嵌入方式及所述序列生成單元生成的隨機(jī)序列在所述編碼單元得到的編碼后的載體信號(hào)中嵌入隱藏信號(hào)得到隱寫信號(hào)；發(fā)送單元，用于將所述隱寫單元得到的隱寫信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并發(fā)送；所述接收端包括：接收單元，用于接收發(fā)送端發(fā)送的隱寫信號(hào)；解調(diào)單元，用于將所述接收單元接收的隱寫信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)后的隱寫信號(hào)，所述解調(diào)后的隱寫信號(hào)包含嵌入到編碼后的載體信號(hào)中的隱藏信號(hào)；生成單元，用于生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列指示所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；信息獲取單元，用于獲取所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式及所述隱藏信號(hào)的位數(shù)；信號(hào)獲取單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的嵌入方式，隱藏信號(hào)的位數(shù)及所述生成單元生成的隨機(jī)序列從所述解調(diào)單元得到的解調(diào)后的隱寫信號(hào)中獲取所述隱藏信號(hào)。可見，在本實(shí)施例的方法中，信號(hào)的發(fā)送端會(huì)在對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼后，根據(jù)隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的隱寫策略確定隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式，且生成隨機(jī)序列使其指示隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置，最后根據(jù)嵌入方式及隨機(jī)序列將隱藏信號(hào)嵌入到編碼后的載體信號(hào)中得到隱寫信號(hào)，調(diào)制發(fā)送出去。這樣本實(shí)施例中在傳輸隱藏信號(hào)時(shí)，考慮到信道編碼的過(guò)程，將隱藏信號(hào)嵌入到編碼后的載體信號(hào)中傳輸，且發(fā)送端會(huì)根據(jù)隱寫策略確定一種較為安全的隱藏信號(hào)的嵌入方式，使得無(wú)論是從對(duì)信號(hào)序列本身的能力分析，還是從對(duì)接收端接收信號(hào)的誤碼率的分析，都可以保證隱藏信號(hào)在一定的條件下不容易被發(fā)現(xiàn)，即隱寫信號(hào)不容易被敵意監(jiān)聽端懷疑，提高了隱藏信號(hào)傳輸?shù)陌踩浴８綀D說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種物理層隱寫方法的流程圖；圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例中發(fā)送端得到的編碼后的載體信號(hào)的示意圖；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的另一種物理層隱寫方法的流程圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例中公開通信和隱秘通信的示意圖；圖5a是本專利技術(shù)實(shí)施例中比特誤碼率隨著信道的信噪比變化的曲線圖；圖5b是本專利技術(shù)實(shí)施中容量隨著信道的信噪比變化的曲線圖；圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例中將隱藏信號(hào)嵌入到編碼后的載體信號(hào)后的信號(hào)序列的示意圖；圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種物理層隱寫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的另一種物理層隱寫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的另一種物理層隱寫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。本專利技術(shù)的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種物理層隱寫方法，其特征在于，包括：對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼得到編碼后的載體信號(hào)；根據(jù)如下至少一個(gè)參數(shù)的參數(shù)值確定隱寫安全級(jí)別：發(fā)送端與接收端的通信環(huán)境中的噪聲參數(shù)，所述信道編碼的參數(shù)，及對(duì)隱寫信號(hào)調(diào)制的調(diào)制參數(shù)；根據(jù)所述隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的隱寫策略確定隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式；生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列用于指示所述隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；根據(jù)所述嵌入方式及隨機(jī)序列在所述編碼后的載體信號(hào)中嵌入隱藏信號(hào)得到隱寫信號(hào)；將所述隱寫信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并發(fā)送。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種物理層隱寫方法，其特征在于，包括：對(duì)載體信號(hào)進(jìn)行信道編碼得到編碼后的載體信號(hào)；根據(jù)如下至少一個(gè)參數(shù)的參數(shù)值確定隱寫安全級(jí)別：發(fā)送端與接收端的通信環(huán)境中的噪聲參數(shù)，所述信道編碼的參數(shù)，及對(duì)隱寫信號(hào)調(diào)制的調(diào)制參數(shù)；根據(jù)所述隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的隱寫策略確定隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式；生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列用于指示所述隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；根據(jù)所述嵌入方式及隨機(jī)序列在所述編碼后的載體信號(hào)中嵌入隱藏信號(hào)得到隱寫信號(hào)；將所述隱寫信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并發(fā)送。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)如下至少一個(gè)參數(shù)確定隱寫安全級(jí)別：發(fā)送端與接收端的通信環(huán)境中的噪聲參數(shù)，所述信道編碼的參數(shù)，及對(duì)隱寫信號(hào)調(diào)制的調(diào)制參數(shù)，具體包括：探測(cè)發(fā)送端與接收端之間的信道信息，根據(jù)所述信道信息估算通信環(huán)境中的噪聲值，如果所述噪聲值大于預(yù)置的第一噪聲值，則所述隱寫安全級(jí)別為高，如果所述噪聲值小于預(yù)置的第一噪聲值，則所述隱寫安全級(jí)別為低；和/或，獲取所述信道編碼得到的編碼后的載體信號(hào)中的校驗(yàn)位的位數(shù)，如果所述校驗(yàn)位的位數(shù)大于預(yù)置的第一位數(shù)時(shí)，所述隱寫安全級(jí)別為高，如果所述校驗(yàn)位的位數(shù)小于預(yù)置的第一位數(shù)，則所述隱寫安全級(jí)別為低；和/或，獲取對(duì)所述隱寫信號(hào)調(diào)制的調(diào)制階數(shù)，如果所述調(diào)制階數(shù)大于預(yù)置的第一階數(shù)，則所述隱寫安全級(jí)別為高，如果所述調(diào)制階數(shù)小于預(yù)置的第一階數(shù)，則所述隱寫安全級(jí)別為低；所述根據(jù)所述隱寫安全級(jí)別和預(yù)置的隱寫策略確定隱藏信號(hào)在所述編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式，具體包括：如果所述隱寫安全級(jí)別為低，則所述嵌入方式為在所述編碼后的載體信
\t號(hào)的整個(gè)碼字中嵌入所述隱藏信號(hào)；如果所述隱寫安全級(jí)別為高則所述嵌入方式為在所述編碼后的載體信號(hào)的校驗(yàn)位嵌入所述隱藏信號(hào)。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述隨機(jī)序列為二進(jìn)制序列，所述生成隨機(jī)序列具體包括：發(fā)送端的偽隨機(jī)序列生成器利用根密鑰生成長(zhǎng)度與所述編碼后的載體信號(hào)長(zhǎng)度一致的二進(jìn)制序列；其中，所述發(fā)送端的偽隨機(jī)序列生成器和接收端的偽隨機(jī)序列生成器相同，且所述發(fā)送端的根密鑰和接收端的根密鑰相同；所述根據(jù)所述嵌入方式及隨機(jī)序列在所述編碼后的載體信號(hào)中嵌入隱藏信號(hào)得到隱寫信號(hào)，具體包括：在所述隨機(jī)序列中與所述嵌入方式所指示的隱藏信號(hào)所在所述編碼后的載體信號(hào)中的范圍一致的二進(jìn)制序列內(nèi)，選定n位二進(jìn)制碼為1的位置，其中，所述n與所述隱藏信號(hào)的位數(shù)一致；將所述隱藏信號(hào)嵌入到所述編碼后的載體信號(hào)中與所述選定的位置對(duì)應(yīng)的位置中；所述編碼后的載體信號(hào)包括多位二進(jìn)制碼，所述選定的位置為所述隨機(jī)序列的第一位置；則所述將所述隱藏信號(hào)嵌入到所述編碼后的載體信號(hào)中與所述選定的位置對(duì)應(yīng)的位置中具體包括：如果所述隱藏信號(hào)與所述編碼后的載體信號(hào)中與所述第一位置對(duì)應(yīng)的第二位置上的二進(jìn)制碼相反，將所述第二位置上的二進(jìn)制碼翻轉(zhuǎn)，如果所述隱藏信號(hào)與所述編碼后的載體信號(hào)中與所述第一位置對(duì)應(yīng)的第二位置上的二進(jìn)制碼相同，保持所述第二位置上的二進(jìn)制碼不變。4.一種物理層隱寫方法，其特征在于，包括：接收發(fā)送端發(fā)送的隱寫信號(hào)；將所述隱寫信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)后的隱寫信號(hào)，所述解調(diào)后的隱寫信號(hào)包含嵌入到編碼后的載體信號(hào)中的隱藏信號(hào)；生成隨機(jī)序列，所述隨機(jī)序列指示所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入位置；獲取所述隱藏信號(hào)在編碼后的載體信號(hào)中的嵌入方式及所述隱藏信號(hào)的位數(shù)；根據(jù)所述嵌入方式，隱藏信號(hào)的位數(shù)及隨機(jī)序列從所述解調(diào)后的隱寫信號(hào)中獲取所述隱藏信號(hào)。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述生成隨機(jī)序列具體包括：接收端的偽隨機(jī)序列生成器利用根密鑰生成長(zhǎng)度與所述編碼后的載體信號(hào)長(zhǎng)度一致的二進(jìn)制序列；其中，所述接收端的偽隨機(jī)序列生成器和發(fā)送端的偽隨機(jī)序列生成器相同，且所述發(fā)送端的根密鑰和接收端的根密鑰相同；所述根據(jù)所述嵌入方式，隱藏信號(hào)的位數(shù)及隨機(jī)序列從所述解調(diào)后的隱寫信號(hào)中獲取所述隱藏信號(hào)，具體包括：在所述隨機(jī)序列中與所述嵌入方式所指示的隱藏信號(hào)所在所述編碼后的載體信號(hào)中的范圍一致的二進(jìn)制序列內(nèi)，選定n位二進(jìn)制碼為1的位置，其中，所述n與所述隱藏信號(hào)的位數(shù)一致；從所述編碼后的載體信號(hào)中與所述選定的位置對(duì)應(yīng)的位置提...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝寧，張莉，黃繼武，王暉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44