[发明专利]用前向纠错码和交织码的网络流水印建立隐蔽信道的方法

权利要求书

1.用前向纠错码和交织码的网络流水印建立隐蔽信道的方法，其特征在于包括编码阶段和解码阶段两个步骤；

1)编码阶段

首先将待发送的原始隐秘信息经由纠错码编码器进行编码，所得到码字信号根据网络流水印方法进行处理，处理后得到的码字信号矩阵，经过交织码编码器进行转置获得待嵌入的水印信号，该水印信号即为编码后的隐秘信息，选择一种网络流水印方法将它注入目标网络流，并发送到接收端，具体步骤如下：

第一步：根据实际情况和需求，挑选一种纠错码对k维的二进制行向量S_i进行编码，所述纠错码包括各类线性码，则设编码后的输出为n维二进制行向量S_ECC,i，i＝1,…,l；

所述n维二进制行向量S_ECC,i的数学表达为：

定义函数enc_ECC为实际使用的纠错码编码函数，所述纠错码编码函数将k维的二进制行向量S_i编码为n维二进制行向量S_ECC,i：

S_ECC,i＝enc_ECC(S_i)，i＝1,…,l

根据上式计算本步骤的编码输出S_ECC,i；

第二步：若采用非DSSS-based类水印方法，则执行第三步；否则，码字信号需要经过PN码的编码器进行扩频，产生l个n×r维的新矩阵S_T,i＝enc_PN(S_ECC,i,P_i)，i＝1,…,l，其中，P_i是PN码矩阵的第i个行向量，维度为r；

第三步：使用交织码编码器 对第二步输出的编码矩阵X进行转置处理，即enc_INT(X)＝X^T，具体分为两种情况：

a)非DSSS-based类水印方法中，S_i的编码是一个n维行向量S_ECC,i，i＝1,…,l，因此交织码函数被执行一次，输入为一个l×n的矩阵S_ECC，输出一个n×l的矩阵S_INT：

S_INT＝enc_INT(S_ECC)

b)DSSS-based类水印方法中，S_i的编码是一个n×r的矩阵S_T,i，i＝1,…,l，因此交织码函数被执行l次，每次的输入为一个n×r的矩阵S_T,i，共输出l个r×n的矩阵S_INT,i：

S_INT,i＝enc_INT(S_T,i)，i＝1,…,l

第四步：选择一种网络流水印方法发送隐秘信息的编码结果，S_INT或S_INT,i，其中，i＝1,…,l，到信息的接收端；

2)解码阶段

具体步骤如下：

第一步：接收端收到水印的信号矩阵，首先使用交织码的解码函数dec_INT()进行转置处理，具体分为两种情况：

a)非DSSS-based类水印方法中，交织码解码函数的输入为一个n×l的矩阵S_rev，转置后得到一个l×n的矩阵S_ECC，其操作与编码阶段第三步步骤a)的相反；

S_ECC＝dec_INT(S_rev)

b)DSSS-based类水印方法中，交织码的解码函数被执行l次，每次输入一个r×n的矩阵S_rev,i，转置后输出为一个n×r的矩阵S_T,i：

S_T,i＝dec_INT(S_rev,i)

其中，i＝1,…,l；

第二步：若不使用DSSS-based类水印方法，则执行第三步；否则需要对交织码的解码结果S_T,i信号矩阵进行PN解码操作如下：

其中，PN码长度为r；

第三步：使用纠错码解码函数公式如下：

S_i＝dec_ECC(S_ECC,i)，i＝1,…,l

对n维二进制行向量S_ECC,i进行处理，输出为k维的行向量S_i；最终获取完整的隐秘信息，即S₁,S₂,…,S_l，其中，dec_ECC()函数纠正接收到的码字信号在传输中发生的错误，选用的纠错解码算法包括Peterson算法、Berlekamp算法和Euclidean算法。

2.如权利要求1所述用前向纠错码和交织码的网络流水印建立隐蔽信道的方法，其特征在于在步骤1)第二步中，所述扩频的具体操作规则如下：

数学表达为：

设S_ECC,i的第j个元素为S_ECC,i(j)，根据DSSS-based编码规则，将S_ECC,i(j)根据函数f(x)转化为‘1’和‘-1’序列，得到n维行向量S_PN,i：

S_PN,i(j)＝f(S_ECC,i(j))，j＝1,…,n；i＝1,…,l；

然后使用P_i将S_PN,i的每一个元素扩频为一个r维行向量，并成为n×r维矩阵S_T,i的第j个行向量如下所示：

S_T,i(j,:)＝S_PN,i(j)*P_i，j＝1,…,n；i＝1,…,l。