[发明专利]一种基于网络拓扑结构图的隐写方法

摘要

一种基于网络拓扑结构图的隐写方法，属于安全通信领域，适用于以Microsoft Office Visio绘制的网络拓扑结构图为载体的隐蔽通信，其目的是在不改变拓扑结构图实际含义和不影响拓扑结构图感官质量的前提下，利用网络拓扑结构图生成过程中存在的冗余，嵌入隐秘信息。本发明包括(1)准备步骤；(2)嵌入隐秘信息步骤；(3)提取隐秘信息步骤。本发明利用网络结构拓扑图中图元的某些属性特征不会显性表现出来这一特性，通过对图元的相关参数进行修改来实现隐秘信息的隐藏；隐藏过程对网络结构图含义未做任何改变，且对图元的修改亦肉眼不可见，因而保护了原有网络拓扑结构图的使用价值和实际含义，且有效地维护了网络拓扑结构图的感官质量。

主权项

一种基于网络拓扑结构图的隐写方法，其特征在于，包括：(1)准备步骤：建立载体库，即收集大量的互不相同的网络拓扑结构图，对其进行加密存储，使其仅对发送方隐写算法可见；通信双方预先约定网络拓扑结构图中涉及的各图元的隐写特征集，即对各图元Ei，根据其可隐藏特性，分别建立载体特征集φi＝{bi,1,bi,2,…,bi,t}，其中，t是该图元所能隐藏的总的比特位数；约定标识载体隐写顺序信息的位数为l1，且该信息隐藏于各载体的第x个图元；约定嵌入信息的最初l2位标识隐秘信息的总长度L；约定用于生成载体选择顺序和生成图元嵌入顺序的伪随机数生成器；约定所采用的加密算法，隐写密钥key，生成加密密钥和图元嵌入顺序伪随机序列种子的哈希算法H；(2)嵌入隐秘信息步骤：发送方利用约定的哈希算法H生成密钥k1＝H(key)，并用以对隐秘信息M进行加密得到M*，再将加密的隐秘信息M*的长度L与密钥k1的前l2位g(k1,l2)作按位异或运算得到进而得到待嵌入信息M’＝L*+M*；随机选择若干个拓扑结构图，作为载体拓扑结构图序列F＝{f1,f2,…,fr}，使得待嵌入信息M’能够被全部嵌入；对于序列F中的每个载体拓扑结构图fi(i＝1,2,…,r)，将其序号i与密钥k1的前l1位g(k1,l1)作按位异或运算得到载体嵌入顺序标识序列按顺序将待嵌入信息M’隐藏到F中的各个载体拓扑结构图：对于每个载体拓扑结构图fi，利用约定的哈希算法H生成图元嵌入顺序伪随机序列的种子并通过约定的伪随机数生成器生成图元的嵌入顺序序列Oi＝{oi,1,oi,2,…,oi,n}，并按此顺序将所有待嵌入信息隐藏到各图元中，其中，对于约定的第x个图元，需首先嵌入该载体拓扑结构图fi的载体嵌入顺序标识序列I*；在所有信息嵌入完成后，将所有载密网络拓扑结构图发送给接收方；其中，表示按位异或运算，r表示载体拓扑结构图的个数，n表示载体fi中图元的个数；(3)提取隐秘信息步骤：接收方收到所有载密网络拓扑结构图后，首先利用约定的哈希算法H生成密钥k1＝H(key)；从约定的各载密拓扑结构图的第x个图元中提取出前l1位的载体嵌入顺序标识序列I*，并取载体密钥k1的前l1位g(k1,l1)，与I*作按位异或运算得到嵌入顺序将各载密拓扑结构图按其嵌入顺序进行排列得到载密拓扑结构图序列F*＝{f*1,f*2,…,f*r}；按顺序从各载密拓扑结构图中提取嵌入的信息M’：对于每个载密拓扑结构图f*i，利用约定的哈希算法H生成图元嵌入顺序伪随机序列的种子并通过约定的伪随机数生成器生成图元的嵌入顺序序列Oi＝{oi,1,oi,2,…,oi,n}，并按此顺序提取所有图元中隐藏的信息，其中对于第一个载密拓扑结构图中提取的前l2位信息L*，取密钥k1的前l2位g(k1,l2)，与之作按位异或运算后得到加密隐秘信息M*的长度当已提取的加密隐秘信息M*的总长度等于L时，结束提取，并将提取的加密隐秘信息M*以密钥k1解密得到所需传递的隐秘信息M；其中，r表示载密拓扑结构图的个数，接收方收到的载密拓扑结构图个数应与发送方发送的载体拓扑结构个数一致，故以r同时表示载体拓扑结构图和载密拓扑结构图个数。