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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品針對(duì)嚴(yán)峻的信息安全問(wèn)題以及目前信息隱寫(xiě)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸難題，研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)，提出了大容量信息隱寫(xiě)模型，以立體聲中各分離音源為載體、立體聲混合嵌入的方式，代替了傳統(tǒng)以聲道為載體、在聽(tīng)覺(jué)不敏感區(qū)域嵌入隱寫(xiě)信息的模型，在提升隱藏效果的同時(shí)，顯著增大了嵌入容量，解決了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸難題。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量涉及個(gè)人隱私、商業(yè)機(jī)密、國(guó)家安全的機(jī)密信息在傳輸過(guò)程中的安全性問(wèn)題，事關(guān)個(gè)人、集體利益甚至國(guó)家的發(fā)展與安全。信息在傳輸過(guò)程中遭攻擊事件占所有信息安全事件的50%～60%，由此引發(fā)的安全性問(wèn)題，每年給全球造成高達(dá)約2000億美元的損失。偽裝式保密通信作為保證信息在傳輸過(guò)程中安全性的重要手段，正得到廣泛研究與應(yīng)用，其核心技術(shù)——信息隱寫(xiě)，已成為多媒體領(lǐng)域和信息安全領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。但信息隱寫(xiě)技術(shù)的三大性能指標(biāo)——不可覺(jué)察性、穩(wěn)健性、嵌入容量，相互依賴、相互牽制、相互矛盾。因此，在保證機(jī)密隱寫(xiě)信息具有較好隱藏效果的同時(shí)，增大其嵌入容量，突破其相互制約的關(guān)系，是音頻信息隱寫(xiě)領(lǐng)域的長(zhǎng)期以來(lái)的重大瓶頸難題。本作品針對(duì)嚴(yán)峻的信息安全問(wèn)題以及目前信息隱寫(xiě)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸難題，研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)，提出了大容量信息隱寫(xiě)模型，以立體聲中各分離音源為載體、立體聲混合嵌入的方式，代替了傳統(tǒng)以聲道為載體、在聽(tīng)覺(jué)不敏感區(qū)域嵌入隱寫(xiě)信息的模型，在提升隱藏效果的同時(shí)，顯著增大了嵌入容量，解決了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸難題。本作品的創(chuàng)新性主要在于以下幾個(gè)方面： 1) 研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)針對(duì)傳統(tǒng)音頻偽裝式保密通信系統(tǒng)無(wú)法同時(shí)保證機(jī)密信息傳輸過(guò)程中的較大嵌入容量和較好隱藏效果的問(wèn)題，本作品研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)偽裝式保密通信系統(tǒng)的嵌入容量較小這一關(guān)鍵難題，為信息隱寫(xiě)技術(shù)研究提供了新的思路。 2) 提出了大容量信息隱寫(xiě)模型本作品針對(duì)傳統(tǒng)信息隱寫(xiě)技術(shù)存在嵌入容量與隱藏效果相互牽制的瓶頸難題，率先提出了一種以立體聲中所包含的各分離音源為嵌入載體的大容量信息隱寫(xiě)模型，改變了傳統(tǒng)技術(shù)以聲道為載體的隱寫(xiě)信息嵌入模型。該模型以立體聲混合嵌入的方式，代替了傳統(tǒng)技術(shù)在聽(tīng)覺(jué)非敏感域嵌入的方式，在保證較好隱藏效果的同時(shí)，顯著增大了嵌入容量，相比于傳統(tǒng)算法，嵌入容量增大了約120%。 3) 提出了基于各分離音源的信息隱寫(xiě)算法針對(duì)機(jī)密隱寫(xiě)信息的載體會(huì)多次受到特定攻擊的問(wèn)題，本作品提出了基于各分離音源的強(qiáng)魯棒性信息隱寫(xiě)算法，首次將音源分離引入到信息隱寫(xiě)技術(shù)中，能夠有效抵抗立體聲合成處理以及音源分離處理攻擊，提取時(shí)平均誤碼率低于2.80%，該算法具有誤碼率低、準(zhǔn)確性高、魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)，解決了大容量信息隱寫(xiě)模型的核心技術(shù)問(wèn)題。本作品的實(shí)用性主要在于以下幾個(gè)方面： 1) 提升了機(jī)密信息在傳輸過(guò)程中的嵌入容量本系統(tǒng)顯著提升了機(jī)密信息的嵌入容量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，相比與傳統(tǒng)算法，本系統(tǒng)的機(jī)密信息嵌入容量提升了約120%。 2) 提升了機(jī)密信息在傳輸過(guò)程中的容錯(cuò)能力與安全性由于嵌入容量的顯著增大，因此本系統(tǒng)具有更好的容錯(cuò)能力，并能與密碼學(xué)相結(jié)合，不僅能保證機(jī)密信息本身的安全性，也能保證機(jī)密信息傳輸過(guò)程中的容錯(cuò)能力與安全性。 3) 能夠應(yīng)用于大容量偽裝式保密通信場(chǎng)景本系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)保密通信系統(tǒng)，顯著提升了機(jī)密信息傳輸過(guò)程中的嵌入容量、容錯(cuò)能力與安全性。因此，本作品能夠很好地適用于機(jī)密信息保密傳輸?shù)膱?chǎng)景，例如：國(guó)家機(jī)密信息、商業(yè)機(jī)密信息、個(gè)人隱私信息等保密信息傳輸場(chǎng)景。綜上所述，本作品針對(duì)嚴(yán)峻的信息安全問(wèn)題以及目前信息隱寫(xiě)研究領(lǐng)域的瓶頸難題，研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)，提出了一種大容量信息隱寫(xiě)模型，在保證機(jī)密隱寫(xiě)信息具有較好隱藏效果的同時(shí)，增大其嵌入容量，解決了其相互制約的瓶頸難題，能夠很好適用于機(jī)密信息保密傳輸?shù)膱?chǎng)景，為偽裝式保密通信技術(shù)提供了新的思路。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大量涉及商業(yè)機(jī)密、國(guó)家安全的機(jī)密信息在傳輸過(guò)程中的安全性問(wèn)題，事關(guān)個(gè)人、集體利益甚至國(guó)家的安全。據(jù)聯(lián)合國(guó)貿(mào)易開(kāi)發(fā)會(huì)議的報(bào)告顯示，信息在傳輸過(guò)程中遭攻擊事件每年給全球造成高達(dá)約2000億美元的損失。信息隱寫(xiě)技術(shù)作為偽裝式保密通信的重要實(shí)現(xiàn)手段，以及保證信息在傳輸過(guò)程中安全性的主要技術(shù)手段，目前正得到廣泛研究與應(yīng)用。信息隱寫(xiě)技術(shù)，是將機(jī)密信息嵌入到其它不易引起懷疑的、無(wú)關(guān)緊要的信號(hào)中，以隱秘的形式傳輸機(jī)密隱寫(xiě)信息，從而實(shí)現(xiàn)偽裝式保密通信。目前，信息隱寫(xiě)技術(shù)已成為多媒體領(lǐng)域和信息安全領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在音頻信息隱寫(xiě)研究領(lǐng)域，現(xiàn)有的信息隱寫(xiě)技術(shù)多以聲道為載體而實(shí)現(xiàn)機(jī)密信息的嵌入。信息隱寫(xiě)技術(shù)的三大性能指標(biāo)——不可覺(jué)察性、穩(wěn)健性、嵌入容量，相互依賴、卻又相互牽制、相互矛盾，在保證機(jī)密隱寫(xiě)信息具有較好隱藏效果的同時(shí)，增大機(jī)密隱寫(xiě)信息的嵌入容量，是音頻信息隱寫(xiě)領(lǐng)域的長(zhǎng)期以來(lái)的重大瓶頸性難題，是急需解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。傳統(tǒng)的音頻信息隱寫(xiě)技術(shù)多以聲道為載體實(shí)現(xiàn)隱寫(xiě)信息的嵌入，但通常由于聲道數(shù)受限，因此隱寫(xiě)信息的嵌入容量也受到限制，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)大容量的機(jī)密信息傳輸。針對(duì)上述問(wèn)題，本作品通過(guò)從雙聲道立體聲音頻中分離出各音源信號(hào)，以各分離音源信號(hào)為載體進(jìn)行信息隱寫(xiě)。由于立體聲中包含的音源數(shù)遠(yuǎn)大于其聲道數(shù)，因此本作品顯著增大了隱寫(xiě)信息的嵌入容量。并且，本作品采用立體聲混合的嵌入方式實(shí)現(xiàn)信息的隱寫(xiě)，合成的立體聲信號(hào)中左右兩個(gè)聲道的相關(guān)性較高，從而提高了機(jī)密信息隱藏效果。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品針對(duì)嚴(yán)峻的信息安全問(wèn)題以及目前信息隱寫(xiě)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸難題，研制了基于空間線索的大容量偽裝式保密通信系統(tǒng)，提出了大容量信息隱寫(xiě)模型，以立體聲中各分離音源為載體、立體聲混合嵌入的方式，代替了傳統(tǒng)以聲道為載體、在聽(tīng)覺(jué)不敏感區(qū)域嵌入隱寫(xiě)信息的模型，在提升隱藏效果的同時(shí)，顯著增大了嵌入容量，解決了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸難題。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽二等獎(jiǎng)（第1名） 2011年湖北省第8屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 模型現(xiàn)場(chǎng)演示圖片樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 無(wú)
同類課題研究水平概述
- 信息隱寫(xiě)技術(shù)作為偽裝式保密通信的重要實(shí)現(xiàn)手段，以及保證信息在傳輸過(guò)程中安全性的主要技術(shù)手段，目前正得到廣泛研究與應(yīng)用。信息隱寫(xiě)技術(shù)，是將機(jī)密信息嵌入到其它不易引起懷疑的、無(wú)關(guān)緊要的信號(hào)中，以隱秘的形式傳輸機(jī)密隱寫(xiě)信息，從而實(shí)現(xiàn)偽裝式保密通信。目前，信息隱寫(xiě)技術(shù)已成為多媒體和信息安全領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前，對(duì)音頻信息隱寫(xiě)術(shù)的研究主要集中在以下嵌入域：時(shí)域、變換域算法和壓縮域算法。早期的音頻信息隱寫(xiě)術(shù)都是基于時(shí)間域進(jìn)行秘密信息的嵌入。變換域算法通過(guò)修改音頻的變換系數(shù)來(lái)隱藏秘密信息，主要常用的變換有離散余弦變換(DCT) 、離散傅里葉變換(DFT)、改進(jìn)離散余弦變換(MDCT) 、離散小波變換 (DWT)等，還有一些其它的變換方法。變換域算法具有許多空域信息隱寫(xiě)技術(shù)不具備的優(yōu)點(diǎn)，最突出的一點(diǎn)是其穩(wěn)健性得到加強(qiáng)。在對(duì)上述三種信息隱寫(xiě)算法的研究中，變換域嵌入秘密信息算法是目前研究的熱點(diǎn)，主要是因?yàn)樽儞Q域嵌入能夠把隱寫(xiě)信息能量擴(kuò)散到多個(gè)樣本信息上，改善了隱寫(xiě)信息的穩(wěn)健性和不可察覺(jué)性，并且其變化更加靈活。綜上所述，突破信息的隱藏效果和信息的嵌入量之間相互的牽制與矛盾，保障秘密信息在傳輸過(guò)程中的較高安全性，是目前信息隱寫(xiě)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。并且，在提升信息的隱藏效果且同時(shí)增大信息的嵌入量，是目前信息隱寫(xiě)領(lǐng)域的重大瓶頸性難題。
