基本信息
- 项目名称：
- 基于Android平台的无线隐写通信系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 利用实时音频隐写技术在无线通话的同时传递私密信息，在Android平台上实现这一隐信道通信系统。
- 详细介绍：
- 本系统主要是研究无线通信环境下，信息的隐写传输问题。第一代移动通信系统几乎没有采取安全措施；到了第二代数字蜂窝移动通信系统采用基于私钥密码体制的安全机制，但是在身份认证及加密算法等方面存在着许多的安全隐患；第三代3G系统针对这些问题提供了双向认证等机制，在安全级别上提高了一个层次。然而，信息安全领域中永远不存在坚不可摧的安全防御体系，新的攻击方式总是层出不穷。由于在通信的过程中基站与基站间的数据传输使用明文，因此不法分子可以通过某种手段对通信数据进行截获并窃听。随着移动互联网时代的来临，无论在军用还是民用市场均产生了对于提升通信安全以及提供机密信息隐藏手段的大量的需求。本系统研究的主要目标正是基于这种需求，提出一套可以在手持智能终端中使用的支持无线通信隐写以及机密信息隐藏的解决方案，并实现为一个高效、可用、完整的系统。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- （一）音频隐写算法的创新：现今大多数的隐写算法都是基于图像的，这些隐写算法的研究已经达到了较高的水平，但是却很少适用于音频隐写。在研究别人算法的基础上，根据即时通讯的特点，为了满足快速传输，隐藏信息量大，鲁棒性强，防检测等性质，且兼顾到无线通信协议编码的特点，将传统的音频隐写算法进行改进。使其可以应用在压缩的音频编码上面，并且能够抵抗统计检测分析。 （二）基于无线平台通信隐写系统功能上的创新：现在只有PC平台上有一些对音频或者图像的隐写和隐写提取软件，并没有与本系统类似的针对实时通话音频隐写的软件。本系统将信息即时地隐藏入通话中，并通过电话网络传播出去，使接受方在正常听到通话内容的同时，可以获得声音中隐写的信息。
科学性、先进性
- 由上图可知，不同的算法在鲁棒性，透明度，隐写容量，算法复杂度上所兼顾的方向不同。传统都是应用于已经存在的音频文件，因此上述的任何方法都可以使用。但本作品的算法应用的对象则是实时通话的音频流，这正是该算法的第一个创新点。考虑到实时音频的特殊性，为了保证音频能流畅的传输，使通话的双方不会受到明显的延迟影响，我们需要一种简单，快捷，高效，隐藏信息量大的算法。经过比较上述算法我们选择了基于LSB（最低比特位）的算法。 然而，传统的LSB算法也有一些明显的缺点，那就是容易被基于统计的检测算法所检测到，比如 检测和RS检测。该算法的第二个创新点就是随机的修改最低比特位，在一定程度上避免了传统的统计检测，并且算法本身在数学上是可以证明其正确性的。 传统的LSB算法大多都是应用于原始的音频流，即不经过压缩的WAV格式。该格式虽然音质较好，但是其缺点则是占用的流量太大。基于此格式的音频流在传输时需要大量带宽，是不利于在复杂的网络环境传输的。因此就要对此音频进行一定的压缩和编码，使其占用的带宽更小。
获奖情况及鉴定结果
- 尚无
作品所处阶段
- 初步的模型
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- Android系统上面的软件应用
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 未来个人的移动终端设备无论在商业上、军事上还是在普通的生活中，其应用都会更加广泛和普及，该项目研究如何防止通过无线传输的重要信息被窃听或者被其他人非法截获，具有重要的应用价值。 随着近年来移动互联网的快速发展，手机安全也面临非常严峻的挑战。Android系统作为一个开源的系统，其弊端也在所难免。手机平台飞越发展的同时，各种手机智能监听软件也随之出现，其作用主要包括监听通话语音、监听环境声音、短信监控查看和定位追踪查找等等。在商业、生活中，窃听他人通话的现象时常发生，这严重干扰了人们的日常生活。 基于Android平台的无线隐写通信系统正是为解决这类问题而提出的研究方案。该系统选择当前较流行的无线网络传输机制捕获无线通信语音，然后利用语音编码处理技术进行正确的处理，最后将捕获和处理过的语音进行隐写，从而在正常说话的时候传递隐秘的信息。
同类课题研究水平概述
- 信息隐藏技术是指将特定的信息嵌入到数字化宿主信息中，在某些场合隐藏比加密更加的安全。就信息隐藏方面，分析同类研究工作在国内外的现状。首先，我们发现当今国内外对音频和图像的隐写算法已经有了很多研究，尤其是图像方面已经较为成熟，但是在音频领域，由于人体声音系统的灵敏度要比视觉系统的灵敏度高的多，所以音频领域的隐写更加困难，研究相对较少。而且，这些研究大多都停留在理论层面，只有数字水印技术在一些图像和音乐的版权保护中有一定的应用。所以，在实际应用方面该领域还有很长的路要走。 更进一步的分析音频隐写，目前的隐写算法大都基于频域或者空域中所存在的冗余来实现隐写的。通常基于频域的隐写算法具有算法复杂度高，透明度高，隐写量小，鲁棒性强等特点。而基于空域的隐写算法则具有算法复杂度低，透明度低，隐写量大，鲁棒性弱等特点。无论是那种算法，都无法兼顾隐写速度、算法复杂度、隐写容量、鲁棒性和透明度等方面的特性，通常会顾此失彼，只能根据不同的场合选择相对满足条件的算法。所以音频隐写的算法还有很大的改进空间，从而进一步的提升性能，使其尽可能的兼顾所有的特性。进来国内外的一些专家和学者也开始逐渐关注到这个方向，相信未来会有良好的发展。 其次，现在研究的算法往往是基于wav格式的，针对于保存在本地的定长音频文件。专门基于实时产生的音频的隐写算法几乎没有，虽然两者在一定程度上是相似的，但依然有很多不同的地方，比如要考虑实时音频的长度不确定性，特殊的编码格式，通话延迟等特点，所以在这方面也有很大的研究空间和研究价值。
