基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)隱信道研究.pdf

1、基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)隱信道研究吸引了越來越多學(xué)者的關(guān)注，作為一種“多通道”載體，流媒體具有瞬時性和不可預(yù)測性，以它作為載體構(gòu)建隱信道進(jìn)行隱蔽通信，具有其他媒介無法比擬的優(yōu)勢。目前為止，流媒體隱信道在構(gòu)建算法研究方面已經(jīng)有不少研究成果，與正向研究相比，其逆向檢測研究仍然處于起步階段，有效的檢測算法很少?，F(xiàn)有的流媒體隱信道大多局限在G.711，G.723.1，G.729a等互聯(lián)網(wǎng)VoIP編碼流中，而隨著3G移動網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，基于移動流媒體的隱

2、信道研究必將是未來隱信道的發(fā)展趨勢。除此以外，流媒體隱信道在系統(tǒng)設(shè)計研究和應(yīng)用研究方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。
　　針對目前流媒體隱信道的研究現(xiàn)狀，本文從逆向檢測研究、正向構(gòu)建算法研究、系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用研究這四個方面展開工作。
　　在逆向檢測研究方面，本文設(shè)計了兩種高效的盲檢測算法。第一種是基于馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移的檢測方法，利用多維馬爾科夫鏈對流媒體參數(shù)進(jìn)行建模分析，并將馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣作為分類特征矢量。第二種是基于信源熵率的檢

3、測方法，該方法使用馬爾科夫信源模型對流媒體參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，將馬爾科夫信源極限熵作為分類特征值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這兩種方法在檢測準(zhǔn)確率和檢測窗口尺寸方面都要優(yōu)于現(xiàn)有算法，大大提高了在線檢測的能力。
　　在正向研究方面，本文首先提出了基于次優(yōu)編碼的自適應(yīng)隱信道算法。該方法利用代數(shù)碼本搜索的冗余性來設(shè)計隱寫嵌入算法，并引入自適應(yīng)參數(shù)，在變速率編碼過程中自動調(diào)節(jié)嵌入率，使隱寫后得到的語音始終保持良好的聽覺效果。該方法構(gòu)建的隱信道帶寬最高可

4、達(dá)3.2 kbps。實(shí)驗(yàn)表明，基于次優(yōu)編碼的隱寫算法不會給編碼器帶來額外的計算復(fù)雜度，具有良好的不可感知性（語音質(zhì)量高）和較強(qiáng)的抗檢測性，現(xiàn)有的檢測算法無法進(jìn)行有效檢測。此外，本文還提出了一種基于碼率偽裝的高速率隱信道算法，該方法利用流媒體變速率編碼器的多碼率冗余性設(shè)計隱寫嵌入算法，它將隱蔽信息填充在低碼率編碼器語音幀尾部，偽裝成高碼率的編碼器語音幀，并采用SRTP協(xié)議加密語音幀保證其安全性。該方法構(gòu)建的隱信道帶寬達(dá)到5.6 kbps，

5、實(shí)驗(yàn)表明該方法在隱藏容量和安全性方面都有較強(qiáng)的實(shí)用性。
　　在系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)研究方面，本文基于正向研究的成果，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了3G手機(jī)上的隱信道系統(tǒng)軟件—Stegdroid，該系統(tǒng)引入半可靠的傳輸控制機(jī)制，支持任意形式的數(shù)據(jù)傳輸，Stegdroid可以構(gòu)建單雙工隱信道，傳輸帶寬為3.2 kbps～5.6kbps。測試結(jié)果表明Stegdroid運(yùn)行穩(wěn)定，可以在3G、4G和Wifi等網(wǎng)絡(luò)中使用，具有實(shí)際應(yīng)用意義。
　　在應(yīng)用研究方面