[发明专利]一种基于信息隐藏技术的多媒体物联网安全通信方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种基于数字信息隐藏技术，应用于多媒体物联网环境的安全通信方法，属于物联网安全领域。

 

背景技术

物联网是在互联网基础上的延伸和扩展，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间。近年来，物联网的研究和应用越来越广泛，其发展目标是形成一个开环的全球性质的网络结构。伴随着3G的成熟以及4G通信技术的发展，足够的无线传输带宽保障促使多媒体物联网迅速兴起。多媒体物联网是指通过音频、视频、GIS 等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与电信网、广播电视网、互联网、卫星定位网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。它既是物联网应用的一个分支，又是在电信网、广播电视网、互联网、卫星定位网基础上延伸和扩展的网络。其可广泛应用于智能家居、智能安防、交通监控、智能医疗等领域。

同互联网以及其他物联网应用场景一样，多媒体物联网同样要面对信息安全的诸多问题。例如，文档的非法拷贝、多媒体内容的版权侵犯、隐秘多媒体内容的非法盗用和篡改、网络中多媒体信息的非法截取和查看，甚至黑客攻击等等。另外，多媒体数据本身所固有的数据量大、冗余性高等特点，对多媒体物联网安全通信提出了新的挑战与要求。

目前对于多媒体物联网中上述的信息安全问题虽有了一定程度的关注，但主要采用传统的密码学方法来解决。传统密码技术对数据的保密性、真实性和不可否认性等问题虽然有很好的解决方案，但针对多媒体物联网的应用场景，传统密码技术存在以下问题：首先，加密可能使数据变得不可理解，从而对多媒体数据的传播产生影响；其次，加密后的多媒体数据容易引起攻击者的注意，而数据一旦解密，则将可以被任意传播，无法获得任何形式的保护；第三，传统的加密方式没有考虑多媒体数据的自身特点；另外，安全性较高的传统加密方法算法时间、空间复杂度高，计算量较大，不适合应用于计算能力不足、能量资源有限的多媒体物联网环境中。

与传统“被动式”的密码防护技术相比，信息隐藏技术有着其不可比拟的优势。目前国内外的信息隐藏技术及信息隐藏检测技术都发展到了比较成熟的阶段，其在版权保护、信息认证、防伪标识、篡改提示、保密通信等方面都有着重要的应用，但还没有一套切实可行的方案将信息隐藏技术应用于多媒体物联网的安全通信中。

 

发明内容

技术问题： 本发明针对背景技术中提到的技术缺陷，提出了一种基于信息隐藏技术的多媒体物联网安全通信方法，可对多媒体物联网中传输的数据进行加解密、信息隐藏与提取、数据传输等操作，实现通信安全。

技术方案： 该方法将安全体系划分为数据服务模块、加密模块、信息隐藏模块、数据传输模块、信息隐藏核心和API（Application Programming Interface）接口。数据服务模块根据物联网应用场景提供多媒体载体数据或需传输的私密数据；加密模块对需传输的隐秘数据进行加密预处理；信息隐藏模块将经加密预处理的隐秘数据信息隐藏于多媒体载体数据中；数据传输模块负责隐私数据的传输。信息隐藏核心负责统一管理上述模块之间的参数传递，协调各模块工作过程。API为用户调用系统功能提供各种灵活接口。具体的，如图2所示，可用                                               这样一个七元组来表示基于信息隐藏技术的多媒体物联网安全体系。其中 C 为载体信号，O 为物联网感知层获得的原始数据，M 为需要隐藏的私密信息(指原始信息经过加密预处理后的信息)；K 是整个系统的密钥集合，它又包含了和两个部分：为秘密信息的嵌入密钥，为提取密钥；和分别是嵌入算法和提取算法，它们二者是可逆的。通过嵌入算法加载了秘密信息的载体信号变为 C'，通过信道后，由于受到信道的干扰和攻击者的各种攻击，接收端收到的信息为。这里的接收端可以是指合法的接收方，也可以是指非法的攻击者。他们的共同目的都是试图从信号中提取出隐藏的信息(这里的是由于信道传输造成的 M 的微小形变)，不同的是合法的接收方知道提取算法和提取密钥，而非法的攻击者无法或很难获取和。

本发明中基于信息隐藏技术的多媒体物联网安全通信方法，在多媒体物联网中实现隐秘信息安全传输的步骤如下：