[发明专利]一种基于速率调制的IP语音隐写方法

说明书

技术领域

本发明涉及安全通信领域，特别涉及一种基于速率调制的IP语音(Voice over IP,VoIP)隐写方法，适用于以IP语音为载体的隐蔽通信。

背景技术

Internet技术的迅速发展极大地改变了人类的生产和生活方式。然而，它为人类带来了巨大便利的同时也带来了通信内容被窃取或篡改、个人隐私被窃取和滥用等各种安全风险和隐患。因此，人们开始普遍关注在开放的Internet环境下如何进行安全通信的问题。隐写(Steganography)是信息隐藏技术的重要分支，并作为隐蔽通信的核心技术受到了广泛关注，它是利用人类感觉器官的不敏感性(感觉冗余)以及多媒体数字信号本身存在的冗余(数据特性冗余)，在不影响载体质量及正常通信的前提下，将隐秘信息隐藏在可公开的媒体信息中，使得隐秘信息不被察觉地传输。与传统的加密技术相比，隐写技术掩盖了信息的存在性，使得隐蔽通信不易被察觉，从而有效提高了隐秘信息的安全性。

从现有的文献来看，目前的信息隐藏技术已不仅仅局限于图像、文本、音频等静态媒体，以IP语音(Voice over IP,VoIP)为代表的动态流媒体信息隐藏技术成为近年来一个新的研究热点。主流的研究思路是以编码后的语音流作为载体，利用对其中冗余部分的修改来实现隐秘信息的隐藏，代表性的方法如基于最低有效位(Least Significant Bit,LSB)替换的隐写方法(见C.Wang,Q.Wu.Information Hiding in Real-Time VoIP Streams,Proceedings of the 9th IEEE International Symposium on Multimedia,10-12Dec.2007,pp.255-262)，基于LSB匹配的隐写方法(见Y.Huang,B.Xiao,H.Xiao.Implementation of covert communication based on steganography,Proceedings of the 4th International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing,August,2008,pp.1512-1515)，基于量化索引调制的隐写方法(见H.Tian,J.Liu,S.Li.Improving Security of Quantization-Index-Modulation Steganography in Low Bit-rate Speech Streams,Multimedia Systems,2014,20(7):143-154)，以及基于编码转换的隐写方法(见W.Mazurczyk,P.Szaga,K.Szczypiorski.Using Transcoding for Hidden Communication in IP Telephony,Multimedia Tools and Applications,2012,DOI:10.1007/s11042-012-1224-8)等。

发明内容

本发明利用IP语音的一些典型编码算法(如ITUG.722.1,ITUG.723.1,IETF iLBC,GSM RTE-LTP和AMR等)在实际应用中会随网络负载及带宽的改变动态调整语音速率这一特性，提出一种基于速率调制的IP语音隐写方法，其目的是在对语音流的内容不做任何修改的前提下，将隐秘信息“巧妙地”隐藏到速率动态调整的语音流中以实现高透明性(不可感知性)的隐蔽通信。

本发明采用如下技术方案：

一种基于速率调制的IP语音隐写方法，其特征在于，包括预先约定步骤：通信双方预先约定通信过程中采用的语音编码器；约定采用的两种语音速率及其标识，即何种语音速率标识为二进制位“0”，何种语音速率标识为二进制位“1”，以及约定最初以何种语音速率开始传输；约定用于生成载体特征序列的伪随机序列生成器及其作为密钥的初始种子Seed；约定隐秘信息分组长度r和载体向量的长度n，其中，r和n满足2^r–1＝n；约定用于隐蔽通信过程开始与结束的n比特二进制标识序列T；以下步骤包括：