流媒体隐蔽通信系统模型及性能优化new

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1、２００８年６月西安电子科技大学学报（自然科学版）Ｊｕｎ．２００８第３５卷第３期犑犗犝犚犖犃犔犗犉犡犐犇犐犃犖犝犖犐犞犈犚犛犐犜犢Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．３流媒体隐蔽通信系统模型及性能优化肖博，黄永峰（清华大学电子工程系，北京１０００８４）摘要：针对流媒体载体类型的多样性造成隐藏过程的不一致等问题，提出了一种流媒体隐蔽通信系统的３层模型，该模型将流媒体的隐蔽通信过程划分为适配与执行、传输管理和隐蔽应用３个层次，定义了各层的功能、服务和接口原语等规则．针对隐蔽通信系统中的主要参数建立了数学模型，得到了隐蔽信道有效利用率的表达式，利用求偏导数方法计算出给定条件下系统

2、参数的最佳值．该模型已经在ＶｏＩＰ隐蔽通信系统中得到实现．实验和测试表明：分层模型很好地解决了不同载体下流媒体隐蔽通信隐藏过程的一致性问题，模型的理论计算值对实际系统的优化设计具有直接指导意义．关键词：流媒体；信息隐藏；分层模型；性能优化中图分类号：ＴＮ９１５．０４文献标识码：Ａ文章编号：１００１２４００（２００８）０３０５５４０５犕狅犱犲犾犻狀犵犪狀犱狅狆狋犻犿犻狕犻狀犵狅犳狋犺犲犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犺犻犱犻狀犵犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿狅狏犲狉狊狋狉犲犪犿犻狀犵犿犲犱犻犪犡犐犃犗犅狅，犎犝犃犖犌犢狅狀犵犳犲狀犵（Ｄｅｐｔ．ｏｆＥ

3、ｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｈｉｄｉｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＩＨＣ）ｏｖｅｒｓｔｒｅａｍｉｎｇｍｅｄｉａｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｒａｎｃｈｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｈｉｄｉｎｇ（ＩＨ）．Ａｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｈｉｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅｓｔｒｅａｍｉｎｇｍｅｄｉａｄａｔａｆｏｒｍａｔ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｔｈｒｅｅｌａｙｅｒ

4、ｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｄｉｖｉｄｅｓｔｈｅＩＨＣｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｏａｄａｐｔｉｏｎ＆ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄＩＨａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ，ｓｅｒｖｉｃｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｅａｃｈｌａｙｅｒａｒｅｄｅｆｉｎｅｄ．Ａｎａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｐｒｉｍａｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓｔｈｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｏｂｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅＩＨｃｈａｎｎｅｌｕｓａｇｅ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｙｓｔｅｍｐａ

5、ｒａｍｅｔｅｒｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｐａｒｔｉａｌｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｏｎｔｈｅＶｏＩＰｐｌａｔｆｏｒｍ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｔｅｓｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌａｙｅｒｅｄｍｏｄｅｌｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｏｌｖｅｓｔｈｅｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｄｕｅｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｒｉｅｒｓｆｏｒＩＨＣ．Ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｒｖｅｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｇｕｉｄｉｎｇｔｈ

6、ｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｐｒａｃｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ．犓犲狔犠狅狉犱狊：ｓｔｒｅａｍｉｎｇｍｅｄｉａ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｈｉｄｉｎｇ；ｌａｙｅｒｅｄｍｏｄｅｌ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ随着互联网飞速发展，信息传输的安全问题日益突出．信息隐藏是信息安全领域中的新兴技术，正引起［１～３］越来越多研究者的关注，其应用也初现端睨．早几年，信息隐藏的研究主要集中在基于传统通信理论、信［４，５］［６］［７］［８］息论等来研究信息隐藏的理论模型；以及采用图像、音频、文本等静态文件为载体研究隐藏算法［９～１１］［１２］等．但是最近两年来，基于音、视频

7、流媒体以及网络协议的信息隐藏越来越多地受到重视．基于流媒体的信息隐藏最主要特点是可以实现实时的动态隐藏．较之静态的文件载体隐藏方式，流媒体的动态隐藏具有以下优点：１）流媒体应用的普遍性，为信息隐藏提供了广泛的隐藏载体，同时也为隐蔽机密信息提供了“天然保护屏障”．２）流媒体信息隐藏的实时性是实现隐蔽实时通信的基础，可以构建全双工的实时交互的隐蔽通信系统．３）流媒体信息隐藏的动态性，能保证隐秘数据即时嵌入，即时传输，即时提取，这样在很大程度上增加了攻击者盲检测的难度，提高了隐蔽通信的安全性．［１０，１１］目前，人们针对不同的流媒体载体提出了不同的信息隐藏算法

8、．这些隐藏算法不仅与具体载体类收稿日期：２００７１０１５基金项目：“８６３”