基于汉明距离种类数目的隐写分析方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种基于汉明距离种类数目的隐写分析方法及装置，其方法包括：获取第一归一化汉明距离，并根据第一归一化汉明距离的取值对第一归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类数目；获取第二归一化汉明距离，并根据第二归一化汉明距离的取值对第二归一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种类数目；判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一化汉明距离种类数目相同；如种类数目不同，则无线通信物理层中存在隐写。本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法及装置通过分析实际通信中获取的汉明距离的种类数目是否与非隐写通信中获取的汉明距离的种类数目相同，从而可直观而快速的检测无线通信物理层的编码隐写。
【专利说明】
基于汉明距离种类数目的隐写分析方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及信息安全领域，特别是涉及一种基于汉明距离种类数目的隐写分析方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，信息技术的不断发展和网络的普及给人们提供了全新开放式通信环境， 然而也隐藏着众多的信息安全问题。因此与信息安全相关的隐写术和隐写分析引起了人们 极大的关注。
[0003] 隐写术将实际存在的信息隐藏于正常载体中，它犹如一把双刃剑，一方面被军事 机构、政府部门、金融机构等涉及国计民生的重要部门采用，一方面被一些攻击者用于进行 黑客攻击、盗取私人信息，传播不良信息传播。如何防止隐写术的非法应用，成为人们关切 的问题。因而产生了一种隐写术对抗的技术一隐写分析。
[0004] 隐写分析的目的是检测秘密消息的存在以至破坏隐秘通信，是在已知或未知嵌入 算法的情况下，从观察到的数据检测判断其中是否存在秘密信息，分析数据量的大小和数 据嵌入的位置，并最终破解嵌入内容的过程。物理层的隐写方法主要借助信道编码的冗余 和信道的随机误差来进行隐写，这种隐写方法很难抵抗统计攻击，故有必要根据该物理层 隐写特点提供一种隐写分析方法。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种可以快速确定无线通信物理层是否有编码隐写的基于汉 明距离种类数目的隐写分析方法及装置；以解决现有的基于汉明距离种类数目的隐写分析 方法及装置无法快速确定无线通信物理层是否有编码隐写，隐写分析效率低的技术问题。
[0006] 本发明实施例提供一种基于汉明距离种类数目的隐写分析方法，其包括：
[0007] 获取第一归一化汉明距离，并根据第一归一化汉明距离的取值对第一归一化汉明 距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类数目，其中第一归一化汉明距离在非隐写通 信情况下获取；
[0008] 获取第二归一化汉明距离，并根据第二归一化汉明距离的取值对第二归一化汉明 距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种类数目，其中第二归一化汉明距离在实际通信 情况下获取；
[0009] 判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一化汉明距离种类数目相同；
[0010] 如种类数目不同，则无线通信物理层中存在隐写。
[0011] 本发明实施例还提供一种基于汉明距离种类数目的隐写分析装置，其包括：
[0012] 第一归一化汉明距离种类数目获取模块，用于获取第一归一化汉明距离，并根据 第一归一化汉明距离的取值对第一归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种 类数目，其中第一归一化汉明距离在非隐写通信情况下获取；
[0013] 第二归一化汉明距离种类数目获取模块，用于获取第二归一化汉明距离，并根据 第二归一化汉明距离的取值对第二归一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种 类数目，其中第二归一化汉明距离在实际通信情况下获取;种类数目判断模块，用于判断第 二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一化汉明距离种类数目相同；
[0014] 存在隐写模块，用于在种类数目不同时，判断无线通信物理层中存在隐写。
[0015] 相较于现有技术的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法及装置，本发明的基于 汉明距离种类数目的隐写分析方法及装置通过比较汉明距离的种类数，从而可以有效的检 测无线通信物理层是否存在编码隐写;解决了现有的基于汉明距离种类数目的隐写分析方 法及装置无法快速检测无线通信物理层是否存在编码隐写，隐写分析效率低的技术问题。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的第一优选实施例的流程 图；
[0017] 图2为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的第二优选实施例的流程 图；
[0018] 图3为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置的第一优选实施例的结构 示意图；
[0019] 图4为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置的第二优选实施例的结构 示意图。
【具体实施方式】
[0020] 请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一 适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被 视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
[0021] 在以下的说明中，本发明的具体实施例将参考由一部或多部计算机所执行之作业 的步骤及符号来说明，除非另有述明。因此，其将可了解到这些步骤及操作，其中有数次提 到为由计算机执行，包括了由代表了以一结构化型式中的数据之电子信号的计算机处理单 元所操纵。此操纵转换该数据或将其维持在该计算机之内存系统中的位置处，其可重新配 置或另外以本领域技术人员所熟知的方式来改变该计算机之运作。该数据所维持的数据结 构为该内存之实体位置，其具有由该数据格式所定义的特定特性。但是，本发明原理以上述 文字来说明，其并不代表为一种限制，本领域技术人员将可了解到以下所述的多种步骤及 操作亦可实施在硬件当中。
[0022] 本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置可使用各种电子设备进行实施， 该电子设备包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持式或膝上型设备、多处理器系 统、消费型电子设备、小型计算机、大型计算机、包括上述任意系统或设备的分布式计算环 境，等等。
[0023] 实施例一
[0024]请参照图1，图1为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的第一优选实 施例的流程图。本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法包括：
[0025] 步骤S101，获取第一归一化汉明距离，并根据第一归一化汉明距离的取值对第一 归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类数目，其中第一归一化汉明距离 在非隐写通信情况下获取；
[0026]步骤S102,获取第二归一化汉明距离，并根据第二归一化汉明距离的取值对第二 归一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种类数目，其中第二归一化汉明距离 在实际通彳目情况下获取；
[0027]步骤S103,判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一化汉明距离种类数 目相同；
[0028] 步骤S104,如种类数目不同，则无线通信物理层中存在隐写。
[0029] 下面详细说明本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的各步骤 的具体流程。
[0030] 在步骤S101中，终端获取第一归一化汉明距离，并根据第一归一化汉明距离的取 值对第一归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类数目，其中第一归一化 汉明距离在非隐写通信情况下获取。
[0031] 需要说明的是，第一归一化汉明距离为非隐写通信情况下获取的。在编码给定的 情况下，码字之间的汉明距离越大，码字经过信道传输后，被解码成另一个码字的机率就越 小。本优选实施例中采用的信道编码方式为1301〇3〇86、1^7、11〇〇91161^116111)编码，数字调制方 式为M-进制相移键控。当然也可以运用其他的线性信道编码技术和数字调制技术，此处不 作具体限定。
[0033]如上述表格所示，该表格为Cb(3,2)块编码的汉明距离的统计结果。已知块编码Cb (3，2)中码字000，码字011，码字101，码字110这四个码字为合法码字，易知终端获取到的第 一归一化汉明距离共有2 4个，而其取值只有'0'和'0.6667'两种，故根据第一归一化汉明距 离的取值可以将其分为两类，即第一归一化汉明距离种类数目为2。随后转入步骤S102。 [0034]在步骤S102中，终端获取第二归一化汉明距离，并根据第二归一化汉明距离的取 值对第二归一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种类数目，其中第二归一化 汉明距离在非隐写通信情况下获取。
[0035]需要说明的是，第二归一化汉明距离为实际通信情况下获取的。如实际通信情况 为不包含隐蔽信道，则如上述表格所示，第二归一化汉明距离的取值只有'0'和'0.6667'两 种;如有隐蔽信道，则表格给出了六种嵌入率（10 %，20 %，50 %，70 %，80 %和100% )情况下 的归一化汉明距离分布的统计结果，结果表明第二归一化汉明距离的取值为333'、 '0.6667'和'1'四种。故而，插入率为0%时，第二归一化汉明距离种类数目为2,插入率为 10 %、20 %、50%、70 %、80 %、100 %时，第二归一化汉明距离种类数目为4。随后转入步骤 S103〇
[0036]在步骤S103中，终端判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一化汉明距 离种类数目相同，通过判断二者种类数目是否相同可以确定无线通信物理层中是否存在隐 写。随后转入步骤S104。
[0037]在步骤S104中，如种类数目不同，则终端判断无线通信物理层中存在隐写。从该表 格可以看出，随着嵌入率的改变，会出现新的汉明距离的值。因此，基于这个统计结果，可判 断隐蔽信道的存在性。故，当第二归一化汉明距离种类数目与第一归一化汉明距离种类数 目不相同，说明无线通信物理层中存在隐写。
[0038]这样即完成了本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的隐写分 析过程。
[0039]本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法通过判断实际通信过程 中获取的汉明距离种类数目是否与非隐写通信过程中获取的汉明种类数目是否相同，确定 无线通信物理层中是否存在隐写，不仅直观而且提高了隐写分析的效率。
[0040] 实施例二
[0041] 请参照图2,图2为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的第二优选实 施例的流程图。本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法包括：
[0042]步骤S201，获取接收码字Ri及接收码字Rj;
[0043]步骤S202,根据接收码字心及接收码字^计算得到第一归一化汉明距离cUp其中 第一归一化汉明距离du计算公式为
，n为接收码字&及接收码 字Rj的位数，Ri (1)表示接收码字Ri的第1位，Rj (1)表示接收码字Rj的第1位；
[0044] 步骤S203,根据第一归一化汉明距离du的取值对第一归一化汉明距离进行分类， 得到第一归一化汉明距离种类数目；
[0045] 步骤S204，获取接收码字Rm及接收码字Rn;
[0046]步骤S205,根据接收码字Rm及接收码字匕计算得到第二归一化汉明距离dmn。其中 第二归一化汉明距离dmn计算公式为
，n为接收码字Rm及接收码 字Rn的位数，心(1)表示接收码字Rm的第1位，Rn( 1)表示接收码字Rn的第1位；
[0047]步骤S206,根据第二归一化汉明距离的取值对第二归一化汉明距离进行分类，得 到第二归一化汉明距离种类数目；
[0048]步骤S207,判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一化汉明距离种类数 目相同；
[0049] 步骤S208,如步骤S207得出种类数目不同，则无线通信物理层中存在隐写；
[0050] 步骤S209,如步骤S207得出种类数目相同，则获取第一归一化汉明距离的第一汉 明距离分布；
[0051] 步骤S210,获取第二归一化汉明距离的第二汉明距离分布；
[0052]步骤S211，获取第一汉明距离分布与第二汉明距离分布的相似程度值，并根据相 似程度值判断无线通信物理层中是否存在隐写。
[0053]下面详细说明本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的各步骤 的具体流程。
[0054]在步骤S201中，终端获取接收码字Ri及接收码字Rj。举例来说，接收码字Ri为传输 码字Ci在非隐写通信情况下经过信道传输后接收的码字，接收码字Rj为传输码字Cj在非隐 写通信情况下经过信道传输后接收的码字。传输码字G及传输码字Q为结构为C b(n，k)的线 性块编码中的两个码字，Cb(n，k)表示一个二进制块编码产生的码字为n比特，信息位为k比 特。n位的码字有2 n种组合方式，从而形成2n种码字，再从这2n种码字中选择2k种码字，使每 个k比特的信息块唯一的映射到这2 k种码字中的其中一个。若没有信道传输误差，终端接收 到的码字即传输码字即Ri = Ci，Rj = Cj。随后转入步骤S202。
[0055]在步骤S202中，终端根据接收码字心及接收码字&计算得到第一归一化汉明距离 dij。其中第一归一化汉明距离dij计算公式为
，n为接收码字Ri 及接收码字Rj的位数，Ri (1)表示接收码字Ri的第1位，Rj (1)表示接收码字Rj的第1位。
[0056]需要说明的是，第一归一化汉明距离为非隐写通信情况下获取的。在编码给定的 情况下，码字之间的汉明距离越大，码字经过信道传输后，被解码成另一个码字的机率就越 小。本优选实施例中采用的信道编码方式为1301〇3〇86、1^7、11〇〇91161^116111)编码，数字调制方 式为M-进制相移键控。当然也可以运用其他的线性信道编码技术和数字调制技术，此处不 作具体限定。随后转入步骤S203。
[0058] 在步骤S203中，终端根据第一归一化汉明距离的取值对第一归一化汉明距离进行 分类，得到第一归一化汉明距离种类数目。如上述表格所示，表格为C b(3,2)块编码的汉明 距离的统计结果。已知块编码Cb (3，2)中码字000，码字011，码字101，码字110这四个码字为 合法码字，易知终端获取到的第一归一化汉明距离共有2 4个，而其取值只有' 0 '和' 0.6667 ' 两种，故根据第一归一化汉明距离的取值可以将其分为两类，即第一归一化汉明距离种类 数目为2。随后转入步骤S204。
[0059] 在步骤S204中，终端获取接收码字Rm及接收码字Rn，其中接收码字1为传输码字Ci 经过信道传输后接收的码字，接收码字Rn为传输码字Q经过信道传输后接收的码字。若没有 信道传输误差，则Rm = Ci，Rn = Cj;若传输过程中，信号受到破坏，则Rm = Ci+Ei，Rn = Cj+Ej，其 中EnEj为错误图样，表示无线信道和编码隐写破坏了传输的码字符号。随后转入步骤S205。
[0060] 在步骤S205中，终端根据接收码字Rm及接收码字匕计算得到第二归一化汉明距离 dmn。其中第二归一化汉明距离dmn计算公式为.
m为接收码字Rm 及接收码字Rn的位数，心(1)表示接收码字I的第1位，Rn( 1)表示接收码字Rn的第1位。需要说 明的是，第二归一化汉明距离为实际通信情况下获取的。随后转入步骤S206。
[0061] 在步骤S206中，终端根据第二归一化汉明距离的取值对第二归一化汉明距离进行 分类，得到第二归一化汉明距离种类数目。如实际通信情况为不包含隐蔽信道，则如上述表 格所示，第二归一化汉明距离的取值只有'0'和'0.6667'两种;如有隐蔽信道，则表格给出 了六种嵌入率（1 〇 %，20 %，50 %，70 %，80 %和100 % )情况下的归一化汉明距离分布的统计 结果，结果表明第二归一化汉明距离的取值为333'、'0.6667'和'1'四种。故而，插 入率为0 %时，第二归一化汉明距离种类数目为2，插入率为10 %、20 %、50 %、70 %、80 %、 100 %时，第二归一化汉明距离种类数目为4。
[0062]在步骤S207中，终端判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一化汉明距 离种类数目相同，如种类数目不同，则转入步骤S208;如种类数目相同，则转入步骤S209。 [0063]在步骤S208中，如种类数目不同，则终端判断无线通信物理层中存在隐写。从表格 可以看出，随着嵌入率的改变，会出现新的汉明距离的值。因此，基于这个统计结果，可判断 隐蔽信道的存在性。故，当第二归一化汉明距离种类数目与第一归一化汉明距离种类数目 不相同，说明无线通信物理层中存在隐写。
[0064] 在步骤S209中，如种类数目相同，则进一步获取第一归一化汉明距离的第一汉明 距离分布。从表格可以看出，随着嵌入率的改变，不仅会出现新的汉明距离的值，而且不同 汉明距离出现的概率也会改变。如插入率为10%时，归一化汉明距离取值为'0'的概率为 23.875 %，而插入率为20 %时，归一化汉明距离取值为' 0 '的概率为23 %。因此，基于这个统 计结果，可进一步通过对比第一汉明距离分布与第二汉明距离分布的相似程度来判断隐蔽 信道的存在性。
[0065]在步骤S210中，终端获取第二归一化汉明距离的第二汉明距离分布，随后转入步 骤S211〇
[0066]在步骤S211中，终端获取第一汉明距离分布与第二汉明距离分布的相似程度值， 并根据相似程度值判断无线通信物理层中是否存在隐写。如果信噪比足够大，通过简单地 对比不同汉明距离的数目可以轻易地检测到隐蔽信道的存在。但随着信噪比的减小和调制 阶数的增加，情况会变得复杂，因此为了扩大检测范围，进一步通过汉明距离分布的相似程 度来判断无线通信物理层中是否存在隐写。
[0067]这样即完成了本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法的隐写分 析过程。
[0068]在第一优选实施例的基础上，本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析 方法不仅通过汉明距离种类数判断无线通信物理层是否存在隐写，还进一步通过分析汉明 距离分布的情况来判断隐写是否存在，从而进一步提高了隐写分析的效率。
[0069] 实施例三
[0070]请参照图3,图3为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置的第一优选实 施例的结构图。本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置30包括第一归一化 汉明距离种类数目获取模块301、第二归一化汉明距离种类数目获取模块302、种类数目判 断模块303、存在隐写模块304。
[0071]第一归一化汉明距离种类数目获取模块301，获取第一归一化汉明距离，并根据第 一归一化汉明距离的取值对第一归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类 数目，其中第一归一化汉明距离在非隐写通信情况下获取;第二归一化汉明距离种类数目 获取模块302,用于获取第二归一化汉明距离，并根据第二归一化汉明距离的取值对第二归 一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种类数目，其中第二归一化汉明距离在 实际通信情况下获取;种类数目判断模块303，用于判断第二归一化汉明距离种类数目是否 与第一归一化汉明距离种类数目相同；存在隐写模块304，用于在种类数目不同时，判断无 线通信物理层中存在隐写。
[0072]本基于汉明距离种类数目的隐写分析装置30在使用时，首先第一归一化汉明距离 种类数目获取模块301获取第一归一化汉明距离，并根据第一归一化汉明距离的取值对第 一归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类数目，其中第一归一化汉明距 离在非隐写通信情况下获取。
[0073]需要说明的是，第一归一化汉明距离为非隐写通信情况下获取的。在编码给定的 情况下，码字之间的汉明距离越大，码字经过信道传输后，被解码成另一个码字的机率就越 小。本优选实施例中采用的信道编码方式为1301〇3〇86、1^7、11〇〇91161^116111)编码，数字调制方 式为M-进制相移键控。当然也可以运用其他的线性信道编码技术和数字调制技术，此处不 作具体限定。
[0075]
[0076]如以上表格所示，表格为Cb(3,2)块编码的汉明距离的统计结果。已知块编码Cb(3， 2)中码字000，码字011，码字101，码字110这四个码字为合法码字，易知终端第一归一化汉 明距离种类数目获取模块301获取到的第一归一化汉明距离共有2 4个，而其取值只有'0'和 '0.6667'两种，故根据第一归一化汉明距离的取值，第一归一化汉明距离种类数目获取模 块301可以将其分为两类，即第一归一化汉明距离种类数目为2。随后调用第二归一化汉明 距离种类数目获取模块302。
[0077]接着，第二归一化汉明距离种类数目获取模块302获取第二归一化汉明距离，并根 据第二归一化汉明距离的取值对第二归一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离 种类数目，其中第二归一化汉明距离在非隐写通信情况下获取。
[0078]需要说明的是，第二归一化汉明距离为实际通信情况下获取的。如实际通信情况 为不包含隐蔽信道，则如上述表格所示，第二归一化汉明距离的取值只有'0'和'0.6667'两 种;如有隐蔽信道，则表格给出了六种嵌入率（10 %，20 %，50 %，70 %，80 %和100% )情况下 的归一化汉明距离分布的统计结果，结果表明第二归一化汉明距离的取值为333'、 '0.6667'和'1'四种。故而，插入率为0%时，第二归一化汉明距离种类数目为2,插入率为 10 %、20 %、50 %、70 %、80 %、100 %时，第二归一化汉明距离种类数目为4。随后调用种类数 目判断模块303。
[0079]然后，种类数目判断模块303判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归一 化汉明距离种类数目相同，通过判断二者种类数目是否相同可以确定无线通信物理层中是 否存在隐写。随后调用存在隐写模块304。
[0080] 最后，如种类数目不同，则存在隐写模块304判断无线通信物理层中存在隐写。从 表格可以看出，随着嵌入率的改变，会出现新的汉明距离的值。因此，基于这个统计结果，存 在隐写模块304可判断隐蔽信道的存在性。故，当第二归一化汉明距离种类数目与第一归一 化汉明距离种类数目不相同，说明无线通信物理层中存在隐写。
[0081] 这样即完成了本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置的隐写分 析过程。
[0082] 本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置通过判断实际通信过程 中获取的汉明距离种类数目是否与非隐写通信过程中获取的汉明种类数目是否相同，确定 无线通信物理层中是否存在隐写，不仅直观而且提高了隐写分析的效率。
[0083] 实施例四
[0084]请参照图4,图4为本发明的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置的第二优选实 施例的结构图。本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置40包括第一归一化 汉明距离种类数目获取模块401、第二归一化汉明距离种类数目获取模块402、种类数目判 断模块403、存在隐写模块404、第一汉明距离分布获取模块405、第二汉明距离分布获取模 块406、隐写判断模块407。其中第一归一化汉明距离种类数目获取模块401还包括第一接收 码字获取单元4011、第一归一化汉明距离计算单元4012,第二归一化汉明距离种类数目获 取模块402还包括第二接收码字获取单元4021、第二归一化汉明距离计算单元4022。
[0085]在第一优选实施例的基础上，本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析 装置进行了扩展和细化。其中第一汉明距离分布获取模块405,用于在种类数目相同时，获 取第一归一化汉明距离的第一汉明距离分布;第二汉明距离分布获取模块406,用于获取第 二归一化汉明距离的第二汉明距离分布;隐写判断模块407,用于获取第一汉明距离分布与 第二汉明距离分布的相似程度值，并根据相似程度值判断无线通信物理层中是否存在隐 写。第一接收码字获取单元4011，用于获取接收码字心及接收码字R j;第一归一化汉明距离 计算单元4012,用于根据接收码字心及接收码字&计算得到第一归一化汉明距离du，其中 第二归一化汉明距离du计算公式为.
，n为接收码字&及接收码 字Rj的位数，Ri( 1)表示接收码字Ri的第1位，Rj( 1)表示接收码字Rj的第1位;第二接收码字获 取单元4021，用于获取接收码字Rm及接收码字Rn，其中接收码字Rm对应传输码字Ci，接收码 字1对应传输码字第二归一化汉明距离计算单元4022,用于根据接收码字R m及接收 码字1计算得到第二归一化汉明距离dmn，其中第二归一化汉明距离dmn计算公式为
，n为接收码字Rm及接收码字Rn的位数，R m( 1)表示接收码字Rm 的第1位，Rn(l)表示接收码字Rn的第1位。
[0086]本基于汉明距离种类数目的隐写分析装置40在使用时，首先第一归一化汉明距离 种类数目获取模块401中的第一接收码字获取单元4011获取接收码字Ri及接收码字Rj。举例 来说，接收码字Ri为传输码字Ci在非隐写通信情况下经过信道传输后接收的码字，接收码字 Rj为传输码字Cj在非隐写通信情况下经过信道传输后接收的码字。传输码字Ci及传输码字 Cj为结构为Cb(n，k)的线性块编码中的两个码字，Cb(n，k)表示一个二进制块编码产生的码 字为n比特，信息位为k比特。n位的码字有2 n种组合方式，从而形成2n种码字，再从这2n种码 字中选择2 k种码字，使每个k比特的信息块唯一的映射到这2k种码字中的其中一个。若没有 信道传输误差，第一接收码字获取单元4011接收到的码字即传输码字即Ri = Ci，Rj = Cj。随 后调用第一归一化汉明距离种类数目获取模块401中的第一归一化汉明距离计算单元 4012〇
[0087]接着，第一归一化汉明距离计算单元4012根据接收码字&及接收码字&计算得到第 一归一化汉明距离dij。其中第一归一化汉明距离dij计算公式为
n为接收码字Ri及接收码字Rj的位数，Ri(l)表示接收码字Ri的第1位，Rj(l)表示接收码字Rj 的第1位。
[0088]需要说明的是，第一归一化汉明距离为非隐写通信情况下获取的。在编码给定的 情况下，码字之间的汉明距离越大，码字经过信道传输后，被解码成另一个码字的机率就越 小。本优选实施例中采用的信道编码方式为1301〇3〇86、1^7、11〇〇91161^116111)编码，数字调制方 式为M-进制相移键控。当然也可以运用其他的线性信道编码技术和数字调制技术，此处不 作具体限定。
[0089]
[0090]紧接着，第一归一化汉明距离种类数目获取模块401根据第一归一化汉明距离的 取值对第一归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类数目。如以上表格所 示，表格为Cb(3,2)块编码的汉明距离的统计结果。已知块编码C b(3,2)中码字000,码字011， 码字101，码字110这四个码字为合法码字，易知第一归一化汉明距离种类数目获取模块401 获取到的第一归一化汉明距离共有2 4个，而其取值只有' 0 '和' 0.6667 '两种，故根据第一归 一化汉明距离的取值，第一归一化汉明距离种类数目获取模块401可以将其分为两类，即第 一归一化汉明距离种类数目为2。随后调用第二归一化汉明距离种类数目获取模块402中的 第二接收码字获取单元4021。
[0091] 然后第二接收码字获取单元4021获取接收码字Rm及接收码字Rn，其中接收码字1 为传输码字G经过信道传输后接收的码字，接收码字R n为传输码字Q经过信道传输后接收 的码字。若没有信道传输误差，则1 = Ci，Rn = Cj;若传输过程中，信号受到破坏，则Rm = Ci+ EuR^Cj+Ep其中EiA为错误图样，表示无线信道和编码隐写破坏了传输的码字符号。随 后调用第二归一化汉明距离种类数目获取模块402中的第二归一化汉明距离计算单元 4022〇
[0092] 再然后，第二归一化汉明距离计算单元4022根据接收码字Rm及接收码字心计算得到 第二归一化汉明距离cU。其中第二归一化汉明距离cU计算公式为<
n为接收码字Rm及接收码字Rn的位数，1(1)表示接收码字Rm的第1位，Kn( 1)表不接叹妈子Kn 的第1位。需要说明的是，第二归一化汉明距离为实际通信情况下获取的。
[0093]接着，第二归一化汉明距离种类数目获取模块402根据第二归一化汉明距离的取 值对第二归一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种类数目。如实际通信情况 为不包含隐蔽信道，则如表格所示，第二归一化汉明距离的取值只有'0'和'0.6667'两种； 如有隐蔽信道，则表格给出了六种嵌入率（10 %，20 %，50 %，70 %，80 %和100 % )情况下的 归一化汉明距离分布的统计结果，结果表明第二归一化汉明距离的取值为333'、 ' 0.6667 '和' 1'四种。故而，插入率为0 %时，第二归一化汉明距离种类数目获取模块402获 取到的第二归一化汉明距离种类数目为2，插入率为10%、20%、50%、70%、80%、100 %时， 第二归一化汉明距离种类数目获取模块402获取到的第二归一化汉明距离种类数目为4。随 后调用种类数目判断模块403。
[0094]紧接着，种类数目判断模块403判断第二归一化汉明距离种类数目是否与第一归 一化汉明距离种类数目相同，如种类数目不同，则调用存在隐写模块404;如种类数目相同， 则调用第一汉明距离分布获取模块405。
[0095]如种类数目判断模块403判断种类数目不同，则存在隐写模块404判断无线通信物 理层中存在隐写。从表格可以看出，随着嵌入率的改变，会出现新的汉明距离的值。因此，基 于这个统计结果，存在隐写模块404可判断隐蔽信道的存在性。故，当第二归一化汉明距离 种类数目与第一归一化汉明距离种类数目不相同，说明无线通信物理层中存在隐写。
[0096]如种类数目判断模块403判断种类数目相同，则第一汉明距离分布获取模块405进 一步获取第一归一化汉明距离的第一汉明距离分布。从表格可以看出，随着嵌入率的改变， 不仅会出现新的汉明距离的值，而且不同汉明距离出现的概率也会改变。如插入率为10% 时，归一化汉明距离取值为'0'的概率为23.875%，而插入率为20%时，归一化汉明距离取 值为'〇 '的概率为23%。因此，基于这个统计结果，可进一步通过对比第一汉明距离分布与 第二汉明距离分布的相似程度来判断隐蔽信道的存在性。随后调用第二汉明距离分布获取 模块406。
[0097]接着，第二汉明距离分布获取模块406获取第二归一化汉明距离的第二汉明距离 分布，随后调用隐写判断模块407。
[0098]最后，隐写判断模块407获取第一汉明距离分布与第二汉明距离分布的相似程度 值，并根据相似程度值判断无线通信物理层中是否存在隐写。如果信噪比足够大，通过简单 地对比不同汉明距离的数目可以轻易地检测到隐蔽信道的存在。但随着信噪比的减小和调 制阶数的增加，情况会变得复杂，因此为了扩大检测范围，进一步通过汉明距离分布的相似 程度来判断无线通信物理层中是否存在隐写。
[0099] 这样即完成了本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置的隐写分 析过程。
[0100] 在第一优选实施例的基础上，本优选实施例的基于汉明距离种类数目的隐写分析 装置不仅通过汉明距离种类数判断无线通信物理层是否存在隐写，还进一步通过分析汉明 距离分布的情况来判断隐写是否存在，从而进一步提高了隐写分析的效率。
[0101] 本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单 独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用 硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能 模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介 质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或系统，可以 执行相应方法实施例中的方法。
[0102] 综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限 制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润 饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种基于汉明距离种类数目的隐写分析方法，其特征在于，包括： 获取第一归一化汉明距离，并根据所述第一归一化汉明距离的取值对所述第一归一化 汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距离种类数目，其中所述第一归一化汉明距离在 非隐写通信情况下获取； 获取第二归一化汉明距离，并根据所述第二归一化汉明距离的取值对所述第二归一化 汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距离种类数目，其中所述第二归一化汉明距离在 实际通信情况下获取； 判断所述第二归一化汉明距离种类数目是否与所述第一归一化汉明距离种类数目相 同； 如种类数目不同，则无线通信物理层中存在隐写。2. 根据权利要求1的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法，所述判断所述第二归一 化汉明距离种类数目是否与所述第一归一化汉明距离种类数目相同的步骤之后还包括： 如种类数目相同，则获取所述第一归一化汉明距离的第一汉明距离分布； 获取所述第二归一化汉明距离的第二汉明距离分布； 获取所述第一汉明距离分布与所述第二汉明距离分布的相似程度值，并根据相似程度 值判断无线通信物理层中是否存在隐写。3. 根据权利要求1的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法，所述获取第一归一化汉 明距离的步骤具体包括： 获取接收码字Ri及接收码字Rj; 根据所述接收码字心及接收码字&计算得到第一归一化汉明距离du，其中所述第一归 一化汉明距离du计算公式为为所述接收码字心及接收码字 心的位数，心⑴表示所述接收码字心的第1位，心(1)表示所述接收码字心的第1位。4. 根据权利要求1的基于汉明距离种类数目的隐写分析方法，所述获取第二归一化汉 明距离的步骤具体包括： 获取接收码字Rm及接收码字Rn; 根据所述接收码字Rm及接收码字匕计算得到第二归一化汉明距离dmn，其中所述第二归 一化汉明距离dmn计算公式为η为所述接收码字1及接收码字 Rn的位数，Rm(l)表示所述接收码字Rm的第1位，Rn(l)表示所述接收码字R n的第1位。5. -种基于汉明距离种类数目的隐写分析装置，其特征在于，包括： 第一归一化汉明距离种类数目获取模块，用于获取第一归一化汉明距离，并根据所述 第一归一化汉明距离的取值对所述第一归一化汉明距离进行分类，得到第一归一化汉明距 离种类数目，其中所述第一归一化汉明距离在非隐写通信情况下获取； 第二归一化汉明距离种类数目获取模块，用于获取第二归一化汉明距离，并根据所述 第二归一化汉明距离的取值对所述第二归一化汉明距离进行分类，得到第二归一化汉明距 离种类数目，其中所述第二归一化汉明距离在实际通信情况下获取； 种类数目判断模块，用于判断所述第二归一化汉明距离种类数目是否与所述第一归一 化汉明距离种类数目相同； 存在隐写模块，用于在种类数目不同时，判断无线通信物理层中存在隐写。6. 根据权利要求5的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置，所述基于汉明距离种类 数目的隐写分析装置还包括： 第一汉明距离分布获取模块，用于在种类数目相同时，获取所述第一归一化汉明距离 的第一汉明距离分布； 第二汉明距离分布获取模块，用于获取所述第二归一化汉明距离的第二汉明距离分 布； 隐写判断模块，用于获取所述第一汉明距离分布与所述第二汉明距离分布的相似程度 值，并根据相似程度值判断无线通信物理层中是否存在隐写。7. 根据权利要求5的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置，所述第一归一化汉明距 离种类数目获取模块还包括： 第一接收码字获取单元，用于获取接收码字Ri及接收码字Rj; 第一归一化汉明距离计算单元，用于根据所述接收码字&及接收码字&计算得到第一归 一化汉明距离du，其中所述第一归一化汉明距离du计算公式为 、"一丄/ η为所述接收码字心及接收码字&的位数表示所述接收码字心的第1位，RJ1)表示所 述接收码字Rj的第1位。8. 根据权利要求1的基于汉明距离种类数目的隐写分析装置，所述第二归一化汉明距 离种类数目获取模块还包括： 第二接收码字获取单元，用于获取接收码字仏及接收码字Rn; 第二归一化汉明距离计算单元，用于根据所述接收码字Rm及接收码字Rn计算得到第二归 一化汉明距离cU，其中所述第二归一化汉明距离cU计算公式为 η为所述接收码字Rm及接收码字Rn的位数，Rm(l)表示所述接收妈字R m的苐1位，Rn(l)表不所 述接收码字Rn的第1位。
【文档编号】H04W12/02GK105959103SQ201610261379
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】谢宁, 邹秋雯, 黄继武
【申请人】深圳大学