[发明专利]一种面向IP语音的高安全性隐写方法

说明书

本发明公开了一种面向IP语音的高安全性隐写方法，发送方首先读取原始采样语音，进行压缩编码，获得载体语音序列；然后提取载体语音序列的强度序列和幅值序列，将载体语音序列划分到静音区间和非静音区间，并对不同的载体语音区间定义失真代价；接着根据载体语音序列的长度和嵌入率，构建阶梯生成矩阵；最后根据失真代价和生成矩阵将秘密信息嵌入，求取引起载体失真最小的修改向量，并根据计算得到的修改向量对载体语音序列进行修改，得到载密语音序列；接收方接收载密语音序列后，根据阶梯生成矩阵恢复秘密信息序列。本发明在保持稳定的嵌入容量，减少对载体修改时引入的失真量，提高信息隐藏的安全性。

技术领域

本发明涉及安全通信领域，特别涉及一种面向IP语音的高安全性隐写方法，适用于IP语音中G.711 a-law编码语音。

背景技术

网络应用在为人们生活提供极大便利的同时，也增大了通信内容泄露、个人信息被窃取等风险，人们越来越关注在开放的网络环境下如何进行安全通信、保护个人信息安全等问题。隐写技术作为隐蔽通信的一个重要分支，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，将隐蔽信息隐藏到公开的媒体信息中，使得隐蔽信息在不被感知的情况下进行传输，保持隐蔽信息的不可见性。早期信息隐藏的载体对象主要为图像、文本、音频和视频等静态文件。随着互联网络的不断发展，以IP语音(VoiceoverIP，VoIP)为代表的动态流媒体信息隐藏技术逐渐成为新的研究热点。面向IP语音的信息隐藏有两种思路分别为基于IP语音相关协议隐写和IP语音的载荷语音隐写。针对IP语音的有效载荷进行信息隐藏时，基于最低有效位(LeastSignificantBit，LSB)的隐写，以其低复杂度低和高隐藏容量等优点，成为目前IP语音隐写中应用最多的一种技术。该类方法将有效载荷中造成语音质量失真最小的比特位替换为隐蔽信息，进行秘密信息的传递。

Aoki提出利用G.711μ-law编码器的冗余位进行嵌入，该方法引入较低的语音质量损失，见Aoki,N.:A semi-lossless steganography technique for G.711telephonyspeech.In:Proc.6th Int.Conf.Intelligent Information Hiding and MultimediaSignal(IIH-MSP),pp.15–17(2010)。Wu和Yang提出了基于G.711a-law语音编码的自适应嵌入方案，通过计算语音采样的能量统计特性评估语音采样的信息隐蔽能力，根据载体的隐蔽能力确定嵌入位置和嵌入容量，见Wu,Z.,Yang,W.:G.711-based adaptive speechinformation hiding approach.In:Proc.Int.Conf.Intelligent Computing(ICIC),pp.1139–1144(2006)。Xu和Liu提出一种自适应的信息隐藏方案AVIS，主要包含两部分VAMI和VADDI，VAMI动态选择隐写嵌入位置的具体位置，VADDI动态的改变选择隐写嵌入的载体序列，来增强VoIP隐写传递的安全性，见E.Xu,B.Liu,L.Xu,Z.Wei,B.Zhao,J.Su,AdaptiveVoIP steganography for information hiding within network audio streams,in:Proceedings of the 14th International Conference on Network-Based InformationSystems,Sep.2011,pp.612–617。上述方法均提高了信息隐藏的抗检测性，但是嵌入容量较小，并且没有区分可用载体位之间的差异性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向IP语音的高安全性隐写方法，能够在保持稳定的嵌入容量，减少对载体修改时引入的失真量，提高信息隐藏的安全性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种面向IP语音的高安全性隐写方法，包括发送方进行秘密信息的嵌入和接收方进行秘密信息的提取两个部分，具体步骤如下：