[发明专利]基于MPEG4/2的隐秘传输方法

说明书

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，特别涉及一种基于视频编解码标准MPEG4/2的隐秘传输方法，可用于公安反恐和保密通信。

背景技术

信息隐藏技术大致可分为数字水印、隐写术、潜信道、隐匿协议、可视密码五类，数字水印主要用于版权保护，内容认证、拷贝控制场合；隐写术是将秘密信息隐藏在某些宿主对象中，且信息传输中不被发现和引起注意。国际国内有关信息隐藏的科技文献有很多，在这些文献里，隐藏秘密信息的载体主要集中在图像、音频、文本等载体中，而且针对的主要是数字版权保护，也有利用图像进行保密通信的方法，比如同义词替换，但是针对视频的隐秘传输的方法还比较少。

周诠等人的专利申请“基于视频的图像压缩及秘密传输方法”，公开号：CN104159117A，是先将待隐藏的图像划分为小图像序列，然后按照收发两端的约定将这些小图像序列重新排列，再利用视频编码压缩标准对划分后的小图像序列进行编码，实现图像的隐秘传输。但这种方法只能实现静止图像的隐秘传输，不能实现其他形式秘密信息的传输。

王让定等人的专利申请“一种HEVC视频的信息隐藏方法”，公开号：CN104065976A，是先在I帧图像8×8亮度块内滑动3×3模板，一个8×8亮度块中需要移动36次，求出该8×8亮度块的局部二值模式标准差，将局部二值模式标准差大于设置的阈值的区域作为隐藏秘密信息的候选区域，然后将秘密信息隐藏在两个连续4×4的子块中，且这两个4×4子块预测模式的数字表识均在区间[2,34]或这两个4×4子块预测模式的数字表识均不在区间[2,34]，但是这种方法消耗的时间较大。

发明内容

本发明的目的在于弥补上述现有技术的不足，提出一种基于MPEG4/2的隐秘传输方法，以将秘密信息的隐藏和提取与视频编解码标准MPEG4/2压缩编/解码过程相结合，提高隐藏秘密信息所消耗的时间，扩大秘密信息的传输对象，即在I帧图像亮度分量中选择模糊熵测度值较大的8×8子块隐藏4bit的秘密信息，实现一维序列、二维图像及商标信息的安全传输。

本发明的技术方案是这样实现的：

一.技术原理：

本发明主要包括两个部分：发送端和接收端。发送端是通过计算I帧图像亮度分量子块的模糊熵测度值，将秘密信息隐藏在模糊熵测度值较大的子块中，也就是将秘密信息隐藏在I帧图像纹理特征较显著的区域，这样既保证隐秘后的视频不为人眼所感知，而且经过MPEG4/2压缩之后隐秘信息仍能完整的提取。为了保证本系统的安全性，在隐藏秘密信息之前，将待隐藏的秘密信息进行置乱，且将隐藏位置加密之后再发送给接收端。

接收端接收到隐藏位置和携密视频流后，首先利用共享密钥k解密接收到的秘密信息隐藏位置，然后在MPEG4/2的解码过程中根据这些解密后的隐藏位置提取出加密后的秘密信息，然后对提取出的秘密信息进行解密，即可得到原始的秘密信息。

为了确保隐秘系统的鲁棒性，在嵌入秘密信息时，将秘密信息隐藏在所挑选的子块的中频系数中。

二.符号和缩写

k为加密秘密信息隐藏位置时使用的共享密钥；

k'为置乱秘密信息时使用的共享密钥；

T'为选取载体时的阈值；

DCT为离散余弦傅里叶变换；

AC/DC为DCT变换得到的交流/直流系数；

LSB为最不重要位；

三.实现步骤：

根据上述原理，本发明的实现步骤包括如下：

(1)秘密信息的隐藏和提取：

(1a)发送端置乱待隐藏的秘密信息，在视频编解码标准MPEG4/2的编码压缩过程中将秘密信息隐藏在视频中，该秘密信息包括一维序列、二维的图像及商标信息。

(1b)接收端在MPEG4/2的解码过程中将隐藏在视频流中的秘密信息提取出来，解密提取出的比特流得到原始的秘密信息；

(2)置乱秘密信息：

对于一维的秘密信息，采用流密码算法RC4对输入的秘密信息通过加密进行置乱；

对于二维图像及商标信息，采用Arnold变换对二维图像和商标信息进行空间上的置乱；

(3)挑选适合隐藏秘密信息的子块：

发送端首先计算I帧图像亮度分量所有8×8子块的模糊熵，并将求出的模糊熵与输入的阈值T'相比较：若子块的模糊熵大于等于阈值T'，则该8×8子块可隐藏秘密信息，设置该子块的隐藏标志为1；否则，该8×8子块不适合隐藏秘密信息，设置该子块的隐藏标志为0；

(4)隐藏秘密信息：