本作品針對嚴(yán)峻的信息安全問題以及目前信息隱寫研究領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸難題,研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng),提出了大容量信息隱寫模型,以立體聲中各分離音源為載體、立體聲混合嵌入的方式,代替了傳統(tǒng)以聲道為載體、在聽覺不敏感區(qū)域嵌入隱寫信息的模型,在提升隱藏效果的同時,顯著增大了嵌入容量,解決了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸難題。
隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,大量涉及個人隱私、商業(yè)機(jī)密、國家安全的機(jī)密信息在傳輸過程中的安全性問題,事關(guān)個人、集體利益甚至國家的發(fā)展與安全。信息在傳輸過程中遭攻擊事件占所有信息安全事件的50%~60%,由此引發(fā)的安全性問題,每年給全球造成高達(dá)約2000億美元的損失。偽裝式保密通信作為保證信息在傳輸過程中安全性的重要手段,正得到廣泛研究與應(yīng)用,其核心技術(shù)——信息隱寫,已成為多媒體領(lǐng)域和信息安全領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。但信息隱寫技術(shù)的三大性能指標(biāo)——不可覺察性、穩(wěn)健性、嵌入容量,相互依賴、相互牽制、相互矛盾。因此,在保證機(jī)密隱寫信息具有較好隱藏效果的同時,增大其嵌入容量,突破其相互制約的關(guān)系,是音頻信息隱寫領(lǐng)域的長期以來的重大瓶頸難題。本作品針對嚴(yán)峻的信息安全問題以及目前信息隱寫研究領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸難題,研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng),提出了大容量信息隱寫模型,以立體聲中各分離音源為載體、立體聲混合嵌入的方式,代替了傳統(tǒng)以聲道為載體、在聽覺不敏感區(qū)域嵌入隱寫信息的模型,在提升隱藏效果的同時,顯著增大了嵌入容量,解決了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸難題。本作品的創(chuàng)新性主要在于以下幾個方面: 1) 研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)針對傳統(tǒng)音頻偽裝式保密通信系統(tǒng)無法同時保證機(jī)密信息傳輸過程中的較大嵌入容量和較好隱藏效果的問題,本作品研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng),解決了傳統(tǒng)偽裝式保密通信系統(tǒng)的嵌入容量較小這一關(guān)鍵難題,為信息隱寫技術(shù)研究提供了新的思路。 2) 提出了大容量信息隱寫模型本作品針對傳統(tǒng)信息隱寫技術(shù)存在嵌入容量與隱藏效果相互牽制的瓶頸難題,率先提出了一種以立體聲中所包含的各分離音源為嵌入載體的大容量信息隱寫模型,改變了傳統(tǒng)技術(shù)以聲道為載體的隱寫信息嵌入模型。該模型以立體聲混合嵌入的方式,代替了傳統(tǒng)技術(shù)在聽覺非敏感域嵌入的方式,在保證較好隱藏效果的同時,顯著增大了嵌入容量,相比于傳統(tǒng)算法,嵌入容量增大了約120%。 3) 提出了基于各分離音源的信息隱寫算法針對機(jī)密隱寫信息的載體會多次受到特定攻擊的問題,本作品提出了基于各分離音源的強(qiáng)魯棒性信息隱寫算法,首次將音源分離引入到信息隱寫技術(shù)中,能夠有效抵抗立體聲合成處理以及音源分離處理攻擊,提取時平均誤碼率低于2.80%,該算法具有誤碼率低、準(zhǔn)確性高、魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn),解決了大容量信息隱寫模型的核心技術(shù)問題。本作品的實用性主要在于以下幾個方面: 1) 提升了機(jī)密信息在傳輸過程中的嵌入容量本系統(tǒng)顯著提升了機(jī)密信息的嵌入容量,實驗結(jié)果顯示,相比與傳統(tǒng)算法,本系統(tǒng)的機(jī)密信息嵌入容量提升了約120%。 2) 提升了機(jī)密信息在傳輸過程中的容錯能力與安全性由于嵌入容量的顯著增大,因此本系統(tǒng)具有更好的容錯能力,并能與密碼學(xué)相結(jié)合,不僅能保證機(jī)密信息本身的安全性,也能保證機(jī)密信息傳輸過程中的容錯能力與安全性。 3) 能夠應(yīng)用于大容量偽裝式保密通信場景本系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)保密通信系統(tǒng),顯著提升了機(jī)密信息傳輸過程中的嵌入容量、容錯能力與安全性。因此,本作品能夠很好地適用于機(jī)密信息保密傳輸?shù)膱鼍?,例如:國家機(jī)密信息、商業(yè)機(jī)密信息、個人隱私信息等保密信息傳輸場景。綜上所述,本作品針對嚴(yán)峻的信息安全問題以及目前信息隱寫研究領(lǐng)域的瓶頸難題,研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng),提出了一種大容量信息隱寫模型,在保證機(jī)密隱寫信息具有較好隱藏效果的同時,增大其嵌入容量,解決了其相互制約的瓶頸難題,能夠很好適用于機(jī)密信息保密傳輸?shù)膱鼍?,為偽裝式保密通信技術(shù)提供了新的思路。
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎
2010年全國大學(xué)生信息安全競賽二等獎(第1名) 2011年湖北省第8屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎