基于可扩展矩阵编码的ip语音隐写技术研究

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1300204033密级：基于可扩展矩阵编码的IP语音隐写技术研究StudyonVoice-over-IPSteganographyUsingAdjustableMatrixEncoding作者姓名：秦界指导教师：田晖副教授合作教师：学科：计算机科学与技术研究方向：多媒体信息安全所在学院：计算机科学与技术学院论文提交日期：二零一六年五月三十日摘要1摘要IP语音作为流媒体的典型代表，能为信息隐藏提供有利的条件，引起了信息安全领域研究者的关注。然而，IP语音的实时性、单位载体的有限容量以及载体的非均衡性等特

2、点，给数字隐写带来了极大的挑战。为此，本文在深入研究传统矩阵编码的基础上，提出了一种新的可扩展矩阵编码；并以此为理论基础，探索了多种IP语音隐写方法，以应对上述不同挑战。具体的研究内容包括：（1）传统矩阵编码受限于载体的长度，从而导致适用性较差。有鉴于此，提出了一种新的可扩展矩阵编码，其基本思想是在两个汉明校验矩阵构建的基础矩阵基础上，通过自适应地进行列扩展生成指导矩阵，以适应不同的载体长度的需要，从而提高隐写的性能。理论和实验证明，提出的可扩展矩阵编码较之传统的矩阵编码具有更好隐写性能和载体自适应性。（2）为降低“湿纸码”的计算复杂度以适应

3、IP语音隐写的实时性要求，提出一种基于改进湿纸码的隐写方法，其基本思想是利用可扩展矩阵编码对湿纸码进行改进，逆向构建湿纸编码模型，将计算复杂度降到O(n)，并且获得最佳解。实验结果表明，该方法能够满足IP语音的实时性，具有较高的隐写性能。（3）为实现任意长度载体下均能高性能隐写的目标，提出基于最优矩阵编码的隐写方法，其主要思想是采用分治策略，将隐秘信息和载体分成若干较小的部分，通过可扩展矩阵满足分段载体长度的同时获得较高的隐写效率，然后将问题转化为一般的最优化组合求问题，获得整体最优的嵌入方案。理论和实验表明，此方法在任何情况下都可以提供最佳

4、的嵌入性能。（4）语音的载体位具有非均衡性的特点，忽略载体的非均衡性会造成语音载体额外的失真。有鉴于此，提出基于非均衡性的隐写方法，基本思想是利用可扩展矩阵编码能够以不同概率修改载体位的特性，它能够以较大的概率修改影响度小的载体位，以较小概率修改影响度大的载体位，从而进一步减小载体的失真。实验结果表明，在比特改变量相同的情况下，非均衡的隐写方法对载体造成的失真小于均衡的隐写方法。关键词：隐写术可扩展矩阵编码IP语音湿纸码最优化非均衡性1本论文的相关工作受到了国家自然科学基金项目（No.61302094）,国家自然科学基金（NSFC-通用技术基

5、础研究联合基金）项目（No.U1536115），国家自然科学基金(促进海峡两岸科技合作联合基金)重点项目（No.U1405254）,福建省自然科学基金面上项目（No.2014J01238）及福建省高校杰出青年科研人才计划项目（No.MJK2015-54）的资助。IAbstractAbstractVoiceoverIP(VoIP)asatypicalexampleofstreamingmedia,itcanprovidefavorableconditionsforinformationhiding,whichhavecausedwidespre

6、adconcernofinformationsecurityresearchers.However,thereal-timeofVoIP,limitedcarriersofeachvoiceframeandthenon-equilibriumimpactofvoicecarrier,whichbringsomegreatchallengestodigitalsteganography.So,thispapermadeafurtherresearchonthebasisoftraditionalmatrixencoding,presentana

7、djustablematrixencodingapproach.Basedonthistheoreticalmethod,exploremanynewVoIPsteganographiestocopewiththechallenges.Themaincontributionsofourstudyareasfollows.(1)Traditionalmatrixencodingislimitedbythelengthofcarrier,whichleadstolowapplicability.Consideringthat,anewadjust

8、ablematrixencoding(AME)isproposed,whichideaisthatconstructabasicmatrixbytwohamming