基于信道编码的信息隐藏技术研究

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1、国内图书分类号：学校代码：10213国际图书分类号：密级：公开工学硕士学位论文基于信道编码的信息隐藏技术研究硕士研究生：王晓飞导师：季丽萍副教授申请学位：工学硕士学科、专业：计算机科学与技术所在单位：深圳研究生院答辩日期：2009年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U.D.C:DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringRESEARCHONCHANNELCODINGBASEDINFORMATIONHIDINGTECHNIQUESCandidate:WangXiaofeiS

2、upervisor:AssociateProf.JiLipingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ComputerScienceAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2009Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要信息隐藏技术是信息安全领域的一个研究热点，在信息保密、多媒体版权保护方面有着加

3、密技术所不具有的优点，并与之有着很强的互补性。信道编码是通信领域为提高信息传输可靠性而通过加入冗余的一种具有严密数学结构的编码数据。随着3G时代的来临，通信技术与互联网领域的联系越来越紧密。因此该领域的研究，对于保障国家安全和社会稳定具有重要的意义。目前国内外对于基于信道编码的信息隐藏技术主要是根据仿真结果估算嵌入容量，没有给出隐藏容量的理论分析。另一方面，主要是针对理想信道进行的实验测试，并没有在通信领域常用的瑞利衰落信道和莱斯衰落信道中进行实验测试。论文的主要工作和研究成果为：首先，阐述了基于信道编码信息隐藏技术的基本原理，分析主要算法的优

4、缺点。对基于信道编码的信息隐藏建立容量理论模型，根据信源数据大小、信道编码方式、秘密信息的编码方式、信道误码率，推导出基于信道编码的信息隐藏嵌入容量。从而确定秘密信息的嵌入上限，避免嵌入信息的盲目性，增加了信息隐藏传输系统的可靠性和安全性。其次，本文实现了基于信道编码的信息隐藏算法。在发送端对秘密信息的嵌入容量进行控制，给出算法流程图及秘密信息嵌入过程和提取过程的具体实施步骤。对基于信道编码信息隐藏技术的安全性进行研究，分析信息隐藏系统各要素对系统安全性的影响，对基于信道编码的信息隐藏系统进行统计检测分析，对信源数据信道编码后的原始码流及嵌入秘

5、密信息后的码流分别进行统计分析频率检测及游程检测，通过统计检测分析结果可以看出，攻击者若使用统计方法对秘密信息的存在性进行检测将不会发现秘密信息的存在，从而验证基于信道编码信息隐藏技术具有抗统计分析攻击检测的能力。最后，本文提出基于信道编码信息隐藏传输系统的设计方案,并对常用的瑞利衰落信道和莱斯衰落信道考虑多普勒效应，多径传输效应等，分别推导出瑞利衰落因子和莱斯衰落因子，实现基于二进制对称信道、瑞利通信信道、莱斯通信信道的传输系统。在三种通信信道下仿真实现基于RS码的信息隐藏算法和基于卷积码的信息隐藏算法，并在不同信道编码方式下、不同通信信道下

6、测试仿真结果。测试结果表明基于信道编码信息隐藏技术的秘密信息最大嵌入容量符合理论推导结果。关键词：信息隐藏；信道编码；嵌入容量；通信信道I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInformationhidingisaresearchhotspotininformationsecurity.Asacomplementarymethodologytoencryptiontechniques,informationhidinghassomeadvantagesintheapplicationsofinformationprivacyandco

7、pyrightprotection.Channelcodingimprovesinformationtransmissionreliabilitybyusingredundancycodedata.Withtheadventofthe3Gera,ithasmoreandcloserrelationshipbetweencommunicationstechnologyandtheInternet.Therefore,theresearchoninformationhidingisofgreatsignificancetocountrysecuri

8、tyandsocialstability.Atpresent,littleresearchhasbeendoneinchannelcodingbase