[发明专利]一种高可靠性的射频隐蔽水印信号鉴权方法及系统

权利要求书

1.一种高可靠性的射频隐蔽水印信号鉴权方法，其特征在于，包括发射端调制过程和接收端解调过程，其特征在于，

所述发射端调制过程包括以下步骤：

A1：利用哈希函数生成载体信号的数字摘要；

A2：用轻量加密算法加密数字摘要，并利用密钥作为扩频码扩频加密后的数字摘要，生成水印信号；

A3：通过调制和差分星座图移位往载体信号中嵌入水印信号再进行发送；

所述接收端解调过程包括以下步骤：

B1：接收含有水印信号的复合信号之后解调出载体信号和水印信号；

B2：对恢复出的水印信号进行解调和解密操作，得到解密的第一数字摘要估计；

B3：对恢复出的载体信号进行解调，得到载体信号比特的估计，再做哈希运算得到第二数字摘要估计；

B4：比较第一数字摘要估计、第二数字摘要估计的异同对发送身份的合法性和发送信息的完整性进行判断，若两份摘要估计相同，则发送信息完整未受到篡改；否则，则认为发送端非法，丢弃接收到的信息；

在所述步骤A1中，令b_x表示用户数据比特序列，其是需要携带水印信息的载体信号；使用哈希函数对用户数据比特序列b_x做哈希运算生成用户数据比特序列的数字摘要，具体表示为：

b_g＝g(b_x)

其中，g(·)表示哈希算法；b_g表示用户数据比特序列b_x的数字摘要；

在所述步骤A2中对b_g进行一次轻量加密；具体过程为：

若p表示加密解密的密钥，长度为2l，f_k(x)表示二进制加法运算，则表达式为

其中，k，x表示长度为n的序列，即k＝[k₁，k₂，...，k_n]，x＝[x₁，x₂，...，x_n]，表示模二加法，则加密过程表示为：

Encryption：b_e＝E_p(b_g)＝f_g(p)(b_g)

其中g(p)表示对p做哈希运算的输出结果；至此，得到加密后的数字摘要b_e。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性的射频隐蔽水印信号鉴权方法，其特征在于，在所述步骤A2中，利用密钥作为扩频码扩频加密后的数字摘要b_e生成水印信号b_w过程具体为：

先将单极性二进制比特序列p、b_e转化为双极性二进制序列q、b_d，其中序列中的元素p，b_e∈{0，1}，q，b_d∈{-1，+1}；则序列扩频的过程表示为：

其中表示克罗内克积，b_j为加密后的数字摘要b_e扩频之后的序列；再将b_j转化为单极性二进制比特b_w，得到嵌入的水印序列。

3.根据权利要求2所述的一种高可靠性的射频隐蔽水印信号鉴权方法，其特征在于，在所述步骤A3中，载体信号b_x和隐藏有载体摘要信号的水印信号b_w均采用QPSK调制，得到载体符号向量x和水印符号向量w，长度为l，即

调制之后，载体符号向量x和水印符号向量w重复m次，分别构建调制符号矩阵X和W，即X和W的每一列都是x和w，然后利用差分星座图移位的方法将水印符号矩阵嵌入载体符号矩阵之中，令嵌入了水印的信息符号矩阵为S，则得到：

其中s_r，c，x_r，c，w_r，c分别表示矩阵S，X，W的第r行，第c列位置上的元素；α是水印符号能量占嵌入水印符号总能量的比值，表示嵌入强度，其中α＜0.5；

最后，嵌入了水印的信息符号S在经过逆快速傅里叶变换和添加循环前缀后，发送端将其映射到相应的无线帧中发送出去。