基于密钥的数字信号隐写术实现解析
在当今数字化信息时代,信息的安全传输至关重要。数字信号隐写术作为一种将秘密信息隐藏在公开信号中的技术,为信息的隐蔽传输提供了有效的手段。本文将详细介绍基于密钥的数字信号隐写术的实现原理、可能面临的攻击以及相关结果。
1. 隐写术实现的关键步骤
1.1 伪随机序列生成器
使用密钥中的真实随机数据来构建和初始化伪随机序列生成器,例如线性反馈移位寄存器(LFSR)。一个 n 位的最大长度 LFSR 会产生长度为 (2^n - 1) 位的循环输出。虽然在密码学中,LFSR 可能被认为不够安全,因为其内部状态可以从足够长的输出中推断出来,但在本应用中,攻击者无法直接获取 LFSR 的输出,所以其使用是可以接受的。如果需要,也可以轻松采用不同的生成器。
1.2 嵌入数据的准备
在嵌入数据之前,为了提供额外的安全级别,可能会对隐蔽数据进行加密。无论是否加密,数据都应该进行压缩,这样可以减少需要嵌入到覆盖信号中的比特数,从而降低失真程度。此外,压缩后的数据具有良好的随机性,零和一均匀分布。
1.3 样本序列
伪随机序列生成器的输出用于确定访问覆盖信号样本以嵌入数据的顺序,这种顺序称为样本序列。假设覆盖信号的长度为 P 个样本,那么前 (\lceil \log_2 P \rceil) 个伪随机比特形成一个基于零的索引 i,用于标识覆盖信号中要使用的第一个样本。如果 (i \geq P),则丢弃该索引,并使用相同的方法生成新的索引。
维护一个长度为 P 位的内部数组,用于标记已访问的样本,确保每个样本只被访问一次。访问 x 个样本后,还剩下 (P - x) 个样本,