一種基于GSM的低碼率語音信息隱秘傳輸方法
加入技術交流群
隨著數字技術、網絡及無線通信的發(fā)展，人們之間的信息交換越來越方便和快捷，但隨之而來的信息安全問題越來越重要。信息隱藏，機密信息的隱秘傳輸方法的研究成為信息安全研究領域的重要課題之一。
通常可在多媒體信息中，提取對人眼或人耳不敏感的比特，組成可修改矢量，將數據隱藏在人眼(耳)不易覺察的部位。2002年，Yu―Chee Tseng等人給出了一種最多只修改2比特，就可在長為n比特可修改宿主數據流中嵌入[log2(n+1)]比特數據的方法。
2003年，F．Galand指出了最多只修改1比特，就可在n比特可修改數據中嵌入[log2(n+1)]比特數據，但沒有給出具體的方法。2004年，田源等給出了一種最多只修改1比特，就可在n比特可修改數據中嵌入[log2(n+1)]比特數據的簡便快速方法。但這些方法，每嵌入m比特數據，需(2m一1)比特宿主可修改數據，數據嵌入率不夠高，常不能滿足流媒體信息隱藏的要求。
國內陳亮等人給出了一種基于語音參數模型的語音隱藏算法。該方法主要通過修改對應的DFT系數來隱藏保密語音信息，但該方法在信息提取時需要宿主原始語音信息。
奇偶調制法是一種數據嵌入率較高的方法，可在n比特宿主可修改信息中嵌入n比特數據，但該方法最多要修改n比特宿主數據。
本文描述了一種可將一路低碼率2．4kb／s混合激勵線性預測(MELP)編碼語音信息，隱藏在另一路13kb／s的GSM編碼語音中，通過公共信道隱秘傳輸的方法。文中給出了一種新的數據嵌入方法，該方法以一個單位增廣矩陣為基礎，可在(2L+1)比特可修改信息中嵌入2L比特數據信息，而最多只需修改￡比特宿主信息，有較高的數據嵌入率，算法計算復雜度較低，較易于硬件實現，且對宿主信息的影響也較少。
該方法已經在計算機局域網，及微型計算機上進行了模擬，獲得了較好的結果，可用于機密信息的隱秘傳輸。
2 系統(tǒng)概述
首先從GSM編碼的數字語音信息，提取對人耳不很敏感的比特，組成宿主可修改矢量，當其部分或全部改變時，人耳很難覺察。圖1給出了該系統(tǒng)信息處理的主要框圖。
為了保證隱秘傳輸低碼率語音信息的安全性，可先對低碼率語音信息加密，然后用密鑰2、宿主可修改矢量及需隱秘傳輸的低碼率語音信息，計算出GSM語音編碼需修改(取反)比特的位置信息。
依據求得的須修改的位置信息，將GSM編碼的宿主語音信息中相對應的比特取反，即可獲得藏有另一路低碼率語音信息的GSM語音編碼，該編碼送到公共信道傳輸。
接收端的信息處理是發(fā)送端處理的逆過程，從公共信道接收到藏有低碼率語音信息的GSM編碼后，用密鑰2，求得隱藏在GSM編碼中的低碼率語音信息，經密鑰l解密就可得到低碼率音頻信息，從而可實現一路低碼率語音信息，隱藏在另一路GSM編碼的語音信息中傳輸，嵌入前后對GSM編碼的宿主語音信息的影響很難察覺。
3 GSM語音編碼的碼流分析
GSM語音采用RPE-LTP編碼，每幀20ms語音信息由260比特組成。主要包括反射系數和4個子幀。8個反射系數共36比特，每一子幀由9比特LPT參數及47比特RPE參數組成。
歐洲電訊管理局對GSM編碼語音信息每幀260比特，對人聽覺影響程度進行了研究，并按對人類聽覺影響程度的大小將這260比特分成6類，其中第一類對人類聽覺影響最大。第六類影響最小，該類比特數據改變引起的失真，人耳很難分辨，可忽略。
表l給出了屬于第一、二類及第六類的比特。表l中，LAR是對數面積比，Blockamplitude是4個子幀中每子幀塊幅度，RPE pulses是子幀中的RPE脈沖。
評論