[发明专利]一种基于双重冗余的主动网络流数字水印方法

说明书

本发明的一种基于双重冗余的主动网络流数字水印方法中双重冗余的思想是指每一枚水印W_i都对应一个大的时间间隔R_i，而每个大的时间间隔内离散的包含r个小的时间间隔g，水印W_i将被重复嵌入到r个不同的小间隔g内；同时，每个g间隔内都包含多个数据包序列，并最终通过操作数据包时间序列达到嵌入水印的目的；通过采用双重冗余的方法，可以有效提高嵌入的水印在网络传播过程中的稳定性，提高接收端水印的有效检测率，降低误检率。采用本发明基于双重冗余的主动网络流数字水印嵌入方法，可以有效保障发送端嵌入的水印能较安全的抵达接收端，提高接收端水印的检测效率，为有效判断发送端与接收端的通信关系提供依据。

技术领域

本发明涉及数字水印中的主动网络流水印领域，特别是涉及一种利用双重冗余通过操作时间序列实现水印嵌入的方法，以及一种主动网络流水印嵌入和提取系统。

背景技术

近年来，随着Internet爆炸式的发展，网络安全问题日益严重，尤其在经济利益的驱使下，各种网络攻击层出不穷，给用户带来巨大损失。一方面，为了逃避检测和追踪，攻击者往往不直接对目标主机发起攻击，而是通过登录跳板节点主机，借助匿名通信系统、僵尸网络等手段来隐藏真实身份，这给追踪攻击流、定位真实攻击源造成巨大困难；另一方面，由于一些不法分子利用匿名通信系统传播色情、暴力等不良信息，严重污染网络环境，但对这些行为的犯罪取证却面临严峻挑战。

面对以上问题，传统的入侵检测系统主要采用被动网络流量分析方法。此类方法主要是通过布置在网络关键位置的节点来收集网络流量，借助于分析和比较各网络流量中的数据分组数量、大小、时序等特征，来确认网络流之间的匹配关系。但是这种方法需要捕获和检查所有网络流量，会明显增加网络设备的时空开销，其离线分析模式也导致识别滞后性，实时性较差，可扩展性不强，难以应对大规模高带宽的网络环境，在加密匿名通信系统中更是力不从心。

针对传统被动检测系统的不足，以及加密流量和匿名通信系统中的跟踪和定位困难等问题，众多学者将数字水印加入网络流量中，提出了主动网络流水印(ANFW)技术。

主动网络流水印技术主要借鉴数字水印(digital watermarking)的思想,通过主动改变发送端所产生流量的某些特征，使之可以隐蔽地携带一些特殊标记信息，即水印(watermark)，经过网络传输后，从接收端接收的网络流量中检测出相应的水印，则认为发送端和接受端之间存在网络流量关联，从而可以认定，它们之间存在明确的网络通信。

主动网络流水印(ANFW)可描述为一个六元组<OF,W,AP,EM,DE,CM>，其中，OF(original flows)为原始网络流集合；W为嵌入的水印信息，W＝{w₁,w₂,...,w_l},|W|＝l(l>0)，w_i为水印信息为，取值为0或1，l为水印容量；AP(assist parameters)是在流中嵌入水印时所需要的辅助参数集，不同的网络流水印具有不同的参数；EM为调制或嵌入水印函数；DE为解调或提取水印函数；CM为比较函数。

发明内容

发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于双重冗余的主动网络流数字水印方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于双重冗余的主动网络流数字水印方法，包括：一种基于双重冗余的主动网络流数字水印方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1、在边界路由上捕获发送端发送来的数据流T_f，并确定水印嵌入所需的参数偏移量o，以及需要嵌入水印的数据流段T_d；

A2、将T_d段划分成大小相等的2n等份，每份包括k个数据包，其中n＝l*r，l是需要嵌入水印的个数，k为第一冗余度，r为第二冗余度；