基于网络流量特征的数字水印算法研究

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1300220008密级：基于网络流量特征的数字水印算法研究TheResearchonDigitalWatermarkAlgorithmsBasedonNetworkTrafficCharacteristics作者姓名：侯雪艳指导教师：陈永红学科：计算机科学与技术研究方向：网络信息安全所在学院：计算机科学与技术学院论文提交日期：二零一六年六月三日学位论文独创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的巧究成果。论文写作中不包含其他人己经发表或撰写过

2、的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中Ｗ明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。论文作者签名：抑签名日期：破Ｕ学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可Ｌ乂将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索Ｌ，可乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：各ｆ粒指导教师签名：签名日期：７心占；签名日

3、期：ｌｏＵ．ｉＩ摘要摘要随着互联网的快速发展，网络安全问题日益严重，各种攻击层出不穷。拒绝服务攻击、匿名通信等给追踪攻击源、定位真实攻击流、网络监管带来巨大威胁和挑战。而网络流水印作为一种主动网络流量整形与分析技术，凭借其广泛的适用性、较小的时空开销、较高的识别率逐渐成为流量追踪领域的研究热点。近年来，研究人员针对不同的水印载体和流量特征，提出众多水印算法，并取得一定成果。但现有的水印方案着重关注于水印载体选择和具体嵌入过程之上，忽略了水印本身与载体之间的相关性；在多流追踪时同一PN码扩频易导致流

4、量呈现自相似性。同时，冗余数据包的增加虽能在一定程度上提高水印的鲁棒性，但也增加了水印在嵌入和提取的时空开销，并降低了水印容量。此外，连续的水印嵌入模式不仅增加了水印暴露的可能性，水印之间的相互干扰也降低了检测效率。针对上述水印方案中存在的问题，在对水印算法研究基础之上，本文的主要研究内容如下：(1)根据对网络流量数据分析以及相关建模，提出了利用信息熵和哈希函数完成对数据流的特征提取，解决了在多流追踪时，根据流本身特征进行流标记的问题。(2)将传感器节点中对侦听期继续划分[1]的思想引入水印嵌入过程当中，

5、通过对冗余数据包的进一步划分，提出了基于双重冗余思想的水印嵌入方法。实验结果及理论分析证明，该方法可以在保证水印容量不变的情况下，有效提高水印的鲁棒性，并降低水印检测的时空开销。(3)基于离散余弦变换在能量分布中的应用，提出并验证了一种基于离散余弦变换的水印定位算法。该方法利用离散余弦变换，将数据流由时域转换为频域，从能量的角度选择水印的嵌入区域。离散的水印嵌入模型解决了连续水印易暴露等问题。实验结果表明，该方法可降低水印之间的相互影响，提高检测率。本论文提出的基于信息熵和哈希函数的双重冗余水印算法以及基

6、于离散余弦变换的水印定位算法，一方面将水印本身与载体特性相关联，为多流追踪提供便利；另一方面，通过对具体水印嵌入方法和嵌入区域选择等方面的研究与改进，有效提高了水印在网络传输过程中的隐蔽性和鲁棒性，降低了水印提取I华侨大学硕士学位论文的时空开销，提高了检测率，为流水印在实时环境中的应用做了一定的尝试。关键词：主动网络流水印信息熵双重冗余离散余弦变换IIAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentoftheInternet,networksecurityhasbecomem

7、oreandmoreserious,andallkindsofattacksareemerging.DistributedDenialofService,anonymouscommunicationposeahugethreatintrackingthesourceofattack,positioningtherealattackflowandnetworksupervision.Asakindofactivenetworktrafficshapingandanalysistechnology,activ

8、enetworkflowwatermarkgraduallybecometheresearchhotspotinnetworksecurityfield,byvirtueofitsbroadapplicability,lesstimeandspaceoverheadandhighdetectionefficiency.Inrecentyears,accordingtothedifferentwatermarkingcarrie