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专利号: 2018107502312
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Visio网络拓扑结构图自生成的隐写方法,其特征在于,包括:

(1)准备步骤:通信双方预先约定基于自由树的Visio网络拓扑结构图自生成规则,即确定树状的Visio网络拓扑结构图中可出现的所有网络设备图元集合S={s1,s2,…,sn},根节点的候选图元集合E0={e0,1,e0,2,..,e0,t(0)},以及对于sy(1≤y≤n),其子节点图元的候选集合Ey={ey,1,ey,2,..,ey,t(y)};约定标识载密Visio网络拓扑结构图生成顺序信息的位数为l1,且该信息隐藏于各载密Visio网络拓扑结构图前序遍历的第x个非根节点;约定嵌入信息的最初l2位标识隐秘信息的总长度L;约定用于确定各候选集合中图元排列顺序的伪随机数生成器;约定所采用的隐秘信息加密算法,隐写密钥key,以及用于生成隐秘信息加密密钥和伪随机数生成器种子的哈希算法H;

其中,n表示S中网络设备图元的个数;t(0)是E0中图元的个数,对于所有的z∈[1,t(0)],e0,z∈S;t(y)是Ey中图元的个数;

(2)嵌入隐秘信息步骤:发送方利用约定的哈希算法H生成密钥k1=H(key),并用以对隐秘信息M进行加密得到M*,再将加密的隐秘信息M*的长度L与密钥k1的前l2位g(k1,l2,1)作按* *位异或运算得到 进而得到待嵌入信息M’=L+M ;根据待嵌入信息

M’的长度确定要生成的Visio网络拓扑结构图幅数为r,并根据待嵌入信息的需要,采用约定的基于自由树的Visio网络拓扑结构图自生成规则生成r幅载密Visio网络拓扑结构图,记作F={f1,f2,…,fr}:在每幅载密Visio网络拓扑结构图fi(i=1,2,…,r)的生成过程中,首先将其序号i与密钥k1的前l1位g(k1,l1,1)作按位异或运算得到网络拓扑结构图生成顺序标识序列 再根据待嵌入的隐秘信息,按前序遍历的顺序依次确定各节点上的图元以实现信息隐藏,其中在第x个节点中隐藏的信息除按序选择的隐秘信息外还包括顺序标识序列I*;在所有信息嵌入完成后,将所有载密网络网络拓扑结构图发送给接收方;

其中,g(k1,l2,1)表示从k1的第1个比特开始连续取l2个比特; 表示按位异或运算;g(k1,l1,1)表示从k1的第1个比特开始连续取l1个比特;

(3)提取隐秘信息步骤:接收方收到所有载密Visio网络拓扑结构图后,首先利用约定的哈希算法H生成密钥k1=H(key);从约定的各载密Visio网络拓扑结构图的第x个节点中提取出前l1位的载密Visio网络拓扑结构图生成顺序标识序列I*,并取密钥k1的前l1位g(k1,l1,1),与I*作按位异或运算得到嵌入顺序 将各载密Visio网络拓扑结构图按其嵌入顺序进行排列得到载密Visio网络拓扑结构图序列F={f1,f2,…,fr};按顺序从各载密Visio网络拓扑结构图中提取嵌入的信息M’:对于每幅载密Visio网络拓扑结构图fi,利用前序遍历确定节点的生成顺序Oi={oi,1,oi,2,…,oi,a},并按此顺序提取所有节点隐藏的信息;提取结束后取M’前l2位信息L*=g(M’,l2,1)与密钥k1的前l2位g(k1,l2,1)作按位异或运算,得到加密隐秘信息M*的长度 提取M’中的加密隐秘信息M*,即g(M’,L,l2+1),以密钥k1解密得到传递的隐秘信息M;

其中,r表示载密Visio网络拓扑结构图的幅数;a表示载体fi中节点的个数。

2.如权利要求1所述的基于Visio网络拓扑结构图自生成的隐写方法,其特征在于:所述的嵌入隐秘信息步骤包括如下过程:(2.1)嵌入准备:发送方利用约定的哈希算法H生成密钥k1=H(key),并用以对隐秘信息M进行加密得到M*,再将加密的隐秘信息M*的长度L与密钥k1的前l2位g(k1,l2,1)作按位异或运算得到 进而得到待嵌入信息确定所需生成的载密Visio网络拓扑结构图幅数 表示向上取整

操作,T是每张载密Visio网络拓扑结构图可隐藏的最大比特数,记载密Visio网络拓扑结构图序列为F={f1,f2,…,fr};设定嵌入信息索引e初始值为0,即e=0;执行过程(2.2);

(2.2)确定载密Visio网络拓扑结构图生成顺序标识序列:对于序列F中的每幅载密Visio网络拓扑结构图fi(i=1,2,…,r),将其序号i与密钥k1的前l1位g(k1,l1,1)作按位异或运算得到该载体的嵌入顺序标识序列 执行过程(2.3);

(2.3)确定Visio网络拓扑结构图中节点的生成顺序:对各载密Visio网络拓扑结构图fi,利用先序遍历方法确定其节点的生成顺序序列Oi={oi,1,oi,2,…,oi,a},其中a为fi中节点的数目,oi,j(j=1,2,…,a)表示载体fi中第j个生成节点的序号;执行过程(2.4);

(2.4)生成载密Visio网络拓扑结构图:对于各载密Visio网络拓扑结构图fi,按照过程(2.3)得到的节点生成顺序序列Oi,并根据待嵌入的隐秘信息,依次确定各节点的图元:对于第i幅载密Visio网络拓扑结构图fi的根节点,即j=1,其图元的候选集合为E0={e0,1,e0,2,..,e0,t(0)};利用约定的哈希算法H生成候选集合中图元排列顺序伪随机数生成器的种子 再根据种子k2,0通过约定的伪随机数生成器生成候选集合中图元的排列顺序E*0={e*0,1,e*0,2,..,e*0,t(0)};该节点可隐藏的比特数表示向下取整操作;确定根节点实际隐藏的比特数η0为:

进一步,计算索引值λ如下:

则为该节点选择图元e*0,λ,并更新嵌入信息索引e=e+η0;重复执行过程(2.4);

对于第i幅载密Visio网络拓扑结构图fi中用于隐藏载密Visio网络拓扑结构图生成顺序信息的第oi,x个节点,找到其父节点序号oi,p(1≤p

则为该节点选择图元e*k,λ,并更新嵌入信息索引e=e+ηx;如果i=r且x=a,结束嵌入过程,执行过程(2.5),否则,重复执行过程(2.4);

对于第i幅载密Visio网络拓扑结构图fi中序号为oi,j(j≠1且j≠x)的其他各节点,找到其父节点序号oi,p(1≤p

进一步,计算索引值λ如下:

则为该节点选择图元e*k,λ,并更新嵌入信息索引e=e+ηj;如果i=r且j=a,结束嵌入过程,执行过程(2.5),否则,重复执行过程(2.4)。

(2.5)发送载密Visio网络拓扑结构图:将生成完毕后的载密Visio网络拓扑结构图全部发送给接收方。

3.如权利要求1所述的基于Visio网络拓扑结构图自生成的隐写方法,其特征在于:所述的提取隐秘信息步骤包括如下过程:(3.1)提取准备:接收方收到所有载密Visio网络拓扑结构图后,利用约定的哈希算法H生成密钥k1=H(key);设定提取信息索引e初始值为0,即e=0;初始化提取的隐秘信息M’为空;执行过程(3.2);

(3.2)确定载密Visio网络拓扑结构图的提取顺序:对于各载密Visio网络拓扑结构图f,从约定的第x个节点中提取载密Visio网络拓扑结构图生成顺序标识序列,即对该节点找到其父节点序号op(1≤p

1)作按位异或运算得到嵌入顺序 将各载密Visio网络拓扑结构图

按其嵌入顺序i进行从小到大排列得到载密Visio网络拓扑结构图序列F={f1,f2,…,fr},r为载密Visio网络拓扑结构图的幅数;执行过程(3.3);

(3.3)确定载密Visio网络拓扑结构图中节点的生成顺序:对各载密Visio网络拓扑结构图fi,利用先序遍历方法确定其节点的生成顺序序列Oi={oi,1,oi,2,…,oi,a},其中a为fi中节点的数目,oi,j(j=1,2,…,a)表示载体fi中第j个生成节点的序号;执行过程(3.4);

(3.4)提取载密Visio网络拓扑结构图中的隐秘信息:对于各载密Visio网络拓扑结构图fi,按照过程(3.3)得到的节点生成顺序序列Oi,依次从各节点图元中提取隐秘信息:对于第i幅载密Visio网络拓扑结构图fi的根节点,即j=1,其图元的候选集合为E0={e0,1,e0,2,..,e0,t(0)};利用约定的哈希算法H生成候选集合中图元排列顺序伪随机数生成器的种子 再根据种子k2,0通过约定的伪随机数生成器生成候选集合中图元的排列顺序E*0={e*0,1,e*0,2,..,e*0,t(0)};该节点可隐藏的比特数 取当前节点图元在E*0中的索引值λ,λ=λ-1,并将λ转换为长度为c0的二进制比特序列Λ,即为该节点所隐藏的隐秘信息,M’=M’||Λ,“||”表示二进制比特序列的连接操作;更新提取信息索引e=e+c0;重复执行过程(3.4);

对于第i幅载密Visio网络拓扑结构图fi中,用于隐藏载密Visio网络拓扑结构图生成顺序信息的第oi,x个节点,找到其父节点序号oi,p(1≤p

对于第i幅载密Visio网络拓扑结构图fi中序号为oi,j(j≠1且j≠x)的其他各节点,找到其父节点序号oi,p(1≤p

λ,λ=λ-1,并将λ转换为长度为ck的二进制比特序列Λ,即为该节点所隐藏的隐秘信息,则M’=M’||Λ;更新提取信息索引e=e+ck;如果i=r且x=a,结束隐秘信息提取过程,执行过程(3.5),否则,重复执行过程(3.4);

*

(3.5)解密所提取的隐秘信息:对于过程(3.4)所提取得到的信息M’,取其前l2位得到L=g(M’,l2,1),并与密钥k1的前l2位g(k1,l2,1)作按位异或运算,得到加密隐秘信息M*的长度 再从M’中的取得加密隐秘信息M*,即g(M’,L,l2+1)以密钥k1解密,得到所传递隐秘信息的明文形式M。