[发明专利]基于卫星信道编码的自适应隐蔽通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及基于卫星信道编码的自适应隐蔽通信方法。

背景技术

随着通信技术的不断发展，卫星信道隐蔽通信可用于秘密指令的安全分发，也可用于借助公开信道的信息传递。监听者只能监听到传输公开信息的信道，不能发现传输秘密信息的通信过程。隐蔽通信有效地保护了情报信息传输和安全。

卫星通信场景通常采用“透明式”弯管转发的情形，通信信号在卫星的透明转发器上进行低噪声放大、变频及功率放大外，不作任何加工处理，通信信号的编码不受影响。同时星上不采用处理转发器，因为在卫星的上/下行链路一般采用相同的编码方式。如何保证隐蔽通信方法的隐蔽性一直是卫星隐蔽通信中的一个难题。而且由于卫星通信信号受到通信链路比特误码干扰，有可能会破坏其中的隐藏信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供适用于卫星信道的自适应秘密信息嵌入和提取方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出了基于卫星信道编码的信道隐蔽通信算法，这种隐蔽通信方法具有很好的隐蔽性，所述方法包括以下步骤：

a、对信源数据进行信道编码；

b、利用信道的误比特率信息，计算得到隐蔽通信容量；

c、利用秘密信息嵌入算法将秘密信息嵌入到编码后的信源数据；

d、利用秘密信息提取算法从接收到的信源数据提取出秘密信息；

e、对接收到的信源数据进行信道译码；

所述步骤b中，计算得到隐蔽通信容量采用基于分组码的容量自适应算法、基于RS码的容量自适应算法、基于卷积码的容量自适应算法或基于串行级联码的容量自适应算法。

所述步骤b中，实现了嵌入容量自适应性，在给定信道编码方式以及纠错编码方式的情况下，针对不同的误码率可以动态选择嵌入容量，这样就避免了嵌入信息的盲目性，增加了信息传输的可靠性。

增强了安全性，由于嵌入信息容量的可控，这样就避免多嵌入信息而出现的载体信源误码，避免了因为载体的误码引发的一些不安全因素。

通信载体类型不受限，只与信道编码格式和通信服务需求相关。

采用模块化可控介入方式，不影响卫星信道正常通信过程，且便于后续功能升级和扩展。

本发明的有益效果是：

（1）本发明能够根据所使用信道编码的不同和通信环境的不同自适应地确定隐蔽信道容量；不影响含密载体的正常使用，能够抵抗卡方分析、RS分析等主要密写分析攻击；在卫星信道误比特率（10^-3-10^-5）条件下，能够实现秘密信息的准无误码传输。

（2）本发明步骤b中，实现了嵌入容量自适应性，在给定信道编码方式以及纠错编码方式的情况下，针对不同的误码率可以动态选择嵌入容量，这样就避免了嵌入信息的盲目性，增加了信息传输的可靠性，由于嵌入信息容量的可控，这样就避免多嵌入信息而出现的载体信源误码，避免了因为载体的误码引发的一些不安全因素。

（3）通信载体类型不受限，只与信道编码格式和通信服务需求相关。

（4）本发明采用模块化可控介入方式，不影响卫星信道正常通信过程，且便于后续功能升级和扩展。

附图说明

图1是本发明方法实施例的卫星信道隐蔽通信模型图；

图2是本发明方法秘密信息嵌入算法实施例的实现流程图；

图3是本发明方法秘密信息提取算法实施例的实现流程图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明方法提出的卫星信道隐蔽通信模型。该模型中包括8个主要模块，分别是信道编码模块和信道译码模块、纠错编码模块和纠错译码模块、秘密信息嵌入模块和秘密信息提取模块、卫星信道模块、信道容量自适应模块。各模块的功能需求如下：

1）信道编码模块

信道编码模块位于发送端，该模块对输入的信源数据进行信道编码，添加数据冗余增强信源数据抵抗信道误码的能力。然后将编码后的数据通过卫星信道模块传输到接收端。

2）信道译码模块

信道译码模块位于接收端，该模块与信道编码模块成对出现，实现对接收到数据的信道译码，纠正数据比特错误获得正确的信源数据。

3）纠错编码模块

纠错编码模块位于发送端，该模块对输入的秘密信息进行纠错编码，提高秘密信息的误码鲁棒性。编码后的秘密信息将输入到秘密信息嵌入模块。

4）纠错译码模块

纠错译码模块位于接收端，该模块与纠错编码模块成对出现，实现对提取秘密信息的纠错译码获得正确的秘密信息。