專利名稱：基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域，特指一種基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展使得我們獲取信息和互相通訊的方式發(fā)生了根本的變革。 作為以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音電話以其低資費(fèi)、方便、晰的特點(diǎn)正在得到越來(lái)越多 的人的使用；但是，人們之間通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的自由通信，如電子郵件，文件交換，網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音通話 等是在一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)空間中進(jìn)行的。在這個(gè)開放的空間中，除了通信的雙方以外；其他的 如無(wú)惡意者、惡意攻擊者和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商等第三方都可以各種手段獲取通信內(nèi)容；也就是說(shuō)， 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給我們帶來(lái)了方便和效率的同時(shí)，也把我們的個(gè)人隱私信息或重要的機(jī)密信息 公諸于眾。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)通信保密有 1、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)通信協(xié)議數(shù)據(jù)的加密。但是由于網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的開放性，這種方 式的安全性并不好； 2、對(duì)待傳輸內(nèi)容數(shù)據(jù)的加密。這種保密方式的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，可操作性強(qiáng)，但是
一旦惡意攻擊者獲取并破解了加密后的數(shù)據(jù)，就會(huì)完全沒(méi)有安全性可言； 3、就密碼體制來(lái)說(shuō)，實(shí)際工程應(yīng)用中將單鑰和雙鑰密碼體制結(jié)合起來(lái)使用。這樣
可以安全地實(shí)現(xiàn)經(jīng)由公開信道的密鑰分配和快速有效的建立保密通信信道的目的。但是這
種保密通信信道容易收到有惡意的，針對(duì)性的攻擊和干擾，即在不解密密文的情況下通過(guò)
實(shí)施強(qiáng)干擾而導(dǎo)致保密通信的失敗。 雖然采取種種的保密措施，比如對(duì)通信協(xié)議和通信內(nèi)容數(shù)據(jù)的加密；但是只要惡 意的攻擊者獲得大量的加密的數(shù)據(jù)樣本，總是會(huì)千方百計(jì)的去解密；因此，只是加密的數(shù)據(jù) 很容易受到有針對(duì)性的攻擊，因而也變得更加的不安全。 互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，普及程度越來(lái)越高。近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展， 接入和使用成本逐漸的降低，而網(wǎng)絡(luò)的速度和提供的服務(wù)內(nèi)容和質(zhì)量越來(lái)越高?？梢院敛?夸張的說(shuō)，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶，成為一種人們不可或缺的娛樂(lè)和通信手段。常規(guī)的 電話其保密性差，容易受到搭線監(jiān)聽等各種攻擊，而現(xiàn)在廣為流行的保密電話售價(jià)較高，加 密算法不能更改，且第三方收聽到的是雜音，很容易判斷正在進(jìn)行保密通信，從而可以進(jìn)行 惡意的，有針對(duì)的干擾，使得保密通信無(wú)法進(jìn)行。而PC對(duì)PC的IP網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音電話目前已經(jīng) 得到長(zhǎng)足的發(fā)展。雖然互聯(lián)網(wǎng)在計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)采用自適應(yīng)路由、分組數(shù)據(jù) 包、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)無(wú)連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳輸?shù)穆窂讲淮_定，存儲(chǔ) 和轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間不確定，另外，通信質(zhì)量也同網(wǎng)絡(luò)狀況(如擁塞、鏈路故障等)有直接關(guān)系， 但是ITU-T (國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)局)和IETF (Internet工程任務(wù)組)等國(guó)際化組織已 經(jīng)指定了適于在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行語(yǔ)音通信的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和語(yǔ)音壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)(如H. 323協(xié)議 族、G. 711、 G. 723. 1、 G. 729等)，只要遵循這些標(biāo)準(zhǔn)就可以實(shí)現(xiàn)具有一定QoS (Quality of Service的縮寫；是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制，用來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問(wèn)題的一種技術(shù))的 互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)音通信系統(tǒng)。另外，進(jìn)行隱秘通信需要相應(yīng)的硬件和軟件的支持，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的功能強(qiáng)大、硬件配置高、軟件豐富，完全可以滿足隱秘通信對(duì)運(yùn)算速度和協(xié)議的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種安全性好、成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)、兼容性好的 基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法。
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在通信雙方輸入對(duì)方的IP
地址并建立連接后，對(duì)用戶雙方進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后進(jìn)入語(yǔ)音通信開始隱秘信息通
信過(guò)程；首先進(jìn)行密鑰交換，然后將秘密信息嵌入到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)中；之后，將嵌入了
秘密信息的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)加密、打包后以IP數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給對(duì)方；對(duì)方接收到此語(yǔ)音
音頻數(shù)據(jù)包后，對(duì)其進(jìn)行解密，再執(zhí)行信息提取算法，將秘密信息數(shù)據(jù)提取出來(lái)；同時(shí)將接
收到的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到聲卡播放出來(lái)或?qū)懭胝Z(yǔ)音音頻文件中或直接刪除。 采用非對(duì)稱密鑰算法和對(duì)稱密鑰算法相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證。 所述的隱秘信息嵌入載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)的方法是首先從麥克風(fēng)或從預(yù)先錄制的
音頻文件讀取載體語(yǔ)音音頻信號(hào)；同時(shí)將隱秘信息進(jìn)行直序擴(kuò)頻調(diào)制處理形成秘密信息數(shù)
據(jù)比特流；再執(zhí)行隱秘信息隱藏算法，依據(jù)人類聽覺(jué)模型的掩蔽效應(yīng)按照輸入的載體語(yǔ)音
音頻數(shù)據(jù)對(duì)隱秘信息數(shù)據(jù)比特流計(jì)算掩蔽閾值從而完成對(duì)其的頻域掩蔽整形；最后將掩蔽
整形后的隱秘信息數(shù)據(jù)比特流加到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)上。 所述的身份認(rèn)證是按如下步驟進(jìn)行 步驟l，用戶A打開運(yùn)行在TA上的隱秘信息通信程序，輸入用戶名和密碼口令，如 果用戶名和密碼口令正確則TA向TB發(fā)送包含MACA和CertA = EncCert，化(KeyCert Mvate， IDA)+EnCcert—Publie(KeyCert—Private， KeyA—Publie)的驗(yàn)證數(shù)據(jù)包，發(fā)起通信并等待回應(yīng)；
步驟2 ， TB驗(yàn)證CertA合法性，IDA' = DecCert Public (KeyCert
—Public， GnCCert—Public
(KeyCert
Mvate， IDA))，如果ID/ = IDA，則CertA是合法的；然后為了保證用戶A的公鑰的正確性， 再由CertA中計(jì)算出KeyA—Public :KeyA—Public' = DecCert—m^。 (KeyCert—Public， EncCert—m化(KeyCert—
Private
KeyA—Public))，若KeyA—
—Public ,=KeyA—
—Public^ 則TB要求用戶B輸入密碼口令；
步驟3，若用戶B輸入的密碼口令正確，則TB生成一個(gè)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA，并使用 A的公鑰KeyA Publie對(duì)其加密，RandB' = EnCpublie (KeyA，^， RandB)，然后將RandB' 、MACB和 CertB —起通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包發(fā)送給TA，做出響應(yīng)； 步驟4，TA驗(yàn)證CertB合法性IDB' = DecCert脇^ (KeyCert —Public' GnCCert—Pubilic
(KeyCert
Mvate， IDB)，如果IDB' = IDB則CertB是合法的，然后為了保證用戶B的公鑰的正確性，再 由CertB中計(jì)算出KeyB—:KeyB—' — DecCert—(KeyCert—Public， EncCert—(KeyCert—
Private
KeyB—
—Public
))，如果KeyA
—Public ,=KeyA—
—Public^ 則說(shuō)明提取成功，再提取TB的驗(yàn)證隨機(jī)數(shù) RandB〃 ，RandB〃 = DecPublie (KeyA Private， RandB')，再生成一個(gè)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA用于驗(yàn)證TB 的合法性，并使用用戶B的公鑰KeyB Publie對(duì)RandA和RandB〃加密，Rand/ = EnCpublie (KeyB Pbulic，RandA) ，RandB〃 ' = EncPublic (KeyB—Pbulic， RandB〃 )，最后)(f RandB〃 '禾口 Rand/——起通 過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包發(fā)送給TB ; 步驟5， TB提取出驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandB4 = DeCpublic (KeyB Mvate， RandB 〃 ')，只有KeyA 脇ic、KeyA—Private、KeyB—脇k和KeyB—Private都合法時(shí)，RandB4 = RandB，TB完成對(duì)TA的合法性驗(yàn) 證；TB提取TA的驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)Rand/并用A的公鑰加密得Rand/ ' = EncPublie (KeyA—^^，
6DeCpublic (KeyB Private， Rand/ ))，將Rand/ '通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包傳送給TA， TB進(jìn)入密鑰管理狀 態(tài)； 步驟6， TA提取出驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA4 = DecPublic(KeyA Private， Rand/ ')，只有當(dāng) KeyB—脇ic、KeyB—Private、KeyA—脇k和KeyA—Private都合法時(shí)，RandA4 = RandA， TA完成對(duì)TB的合法 性驗(yàn)證。TA進(jìn)入密鑰管理狀態(tài)。
所述的密鑰交換步驟是 密鑰發(fā)送，通信發(fā)起者TA(或TB)產(chǎn)生用于加密傳輸數(shù)據(jù)的對(duì)稱密碼算法的密鑰 KeyData并使用TB(或TA)的公鑰對(duì)其加密
KeyData' = Enc
Public
(KeyB—
—Public^ KeyData)(或KeyData' = Enc,^ (KeyA—
—Public^ KeyData))
將KeyData'通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包傳送給TB (或TA); 密鑰接收，TB(或TA)對(duì)接收到的KeyData'解密，KeyData = DeCRlblic(KeyB Mvate， KeyData')并向TA(或TB)通過(guò)命令數(shù)據(jù)包發(fā)送"SUCC"信息，并進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)； TA (或TB)接收到"SUCC"信息后也進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)。 身份認(rèn)證和密鑰交換之后，系統(tǒng)進(jìn)入隱秘信息通信階段；在此過(guò)程中，TA將秘密 信息數(shù)據(jù)g[n]經(jīng)過(guò)偽隨機(jī)序列為d[n]的直序擴(kuò)頻調(diào)制后得到秘密信息數(shù)據(jù)比特流Sm[n]， 再對(duì)其做短時(shí)傅立葉變換得到頻域表示sm[ j co ]，之后通過(guò)從麥克風(fēng)或直接從文件讀取載 體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]，使用聽覺(jué)掩蔽模型依照m[n]的頻譜特性對(duì)sm[j "]做頻域掩蔽整形 后得到sjj"]，對(duì)其做逆傅立葉變換得到、[n]，而后將其加上m[n]得到嵌入秘密信息后 的載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]+Sw[n]，之后對(duì)其使用對(duì)稱密鑰KeyData加密并打包成包含普通數(shù) 據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到TB，TB經(jīng)過(guò)對(duì)接收的IP數(shù)據(jù)報(bào)解包并使用Key。^解 密后得到嵌入秘密信息的載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]+、[n]，在經(jīng)過(guò)秘密信息檢測(cè)提取模塊， 使用匹配濾波器并進(jìn)行閾值判決的方法重建得到秘密信息數(shù)據(jù)g' [n]，至此完成一次隱 秘信息通信過(guò)程；TB也可以使用同樣的方法向TA發(fā)送秘密信息數(shù)據(jù)完成隱秘信息通信。
隱秘信息通信具體步驟如下 步驟1， A用戶和B在計(jì)算機(jī)TA和TB上運(yùn)行隱秘信息通信程序，根據(jù)提示分別輸 入各自的用戶名和用戶密碼進(jìn)入隱秘信息通信程序； 步驟2， A用戶和B用戶各自輸入彼此的IP地址，通過(guò)TCP/IP協(xié)議建立連接；
步驟3，發(fā)起隱秘信息通信的一方(假設(shè)是TA)將含有本機(jī)網(wǎng)卡的MAC信息和數(shù)字 證書加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到TB， TB接收到此驗(yàn)證數(shù)據(jù)包后，對(duì)其中 的數(shù)字證書進(jìn)行驗(yàn)證后提取出用戶A的公鑰；然后將用RSA加密后的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)、TB 的MAC地址以及數(shù)字證書使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到TA ;
步驟4， TA對(duì)用戶B的數(shù)字證書驗(yàn)證后，解密TB發(fā)來(lái)的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)并生成自 己的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，將它們用RSA加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給TB ;TB 驗(yàn)證這兩個(gè)臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，并加密TA的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)并發(fā)送給TA，并顯示身份驗(yàn)證成 功信息； 步驟5，TA驗(yàn)證TB發(fā)回來(lái)的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，并顯示身份驗(yàn)證成功信息；再生成隱 秘信息通信用的對(duì)稱密鑰，用RSA算法對(duì)其加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到 TB， TB接收此對(duì)稱密鑰并解密，向TA發(fā)回"SUCC"信息，即完成密鑰交換過(guò)程；TA使用命令 數(shù)據(jù)包向TB發(fā)送"STAR"命令，TB回發(fā)"STAR"命令，雙方即進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)；
步驟6， TA從麥克風(fēng)或者從預(yù)先錄制好的文件讀取數(shù)據(jù)作為載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)， 同時(shí)從文件讀取隱秘信息數(shù)據(jù)，先對(duì)其做直序擴(kuò)頻調(diào)制后再根據(jù)載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)對(duì)其做 頻域整形后形成隱秘信息數(shù)據(jù)比特流，再將其加到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)中就得到嵌入了隱秘 信息的載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)，對(duì)其使用IDEA算法加密然后通過(guò)包含普通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包 發(fā)送到TB ;TB接收到次數(shù)據(jù)后，首先用IDEA算法解密，再經(jīng)過(guò)檢測(cè)提取模塊獲得隱秘信息 數(shù)據(jù)，完成一次隱秘信息通信過(guò)程； 步驟7，一次隱秘信息通信過(guò)程完成后，雙方仍處于連接狀態(tài)，若一方想再進(jìn)行隱 秘信息通信，可向?qū)Ψ桨l(fā)送"STAR"命令數(shù)據(jù)包，另一方也回發(fā)"STAR"命令數(shù)據(jù)包，就會(huì)使 用當(dāng)時(shí)的對(duì)稱密鑰再次進(jìn)行隱秘信息通信； 步驟8，若通信雙方欲結(jié)束此次隱秘信息通信過(guò)程，則一方向另一方發(fā)送"TERM" 命令數(shù)據(jù)包，另一方也回發(fā)"TERM"命令數(shù)據(jù)包，則雙方執(zhí)行密鑰銷毀過(guò)程，進(jìn)入密鑰管理狀 態(tài)，等待用戶的下一步操作； 步驟9，若用戶關(guān)閉隱秘信息通信程序，則退出程序，或返回步驟5繼續(xù)進(jìn)行隱秘 信息通信。 IP數(shù)據(jù)包頭部以緊接目的地址的4個(gè)字節(jié)來(lái)定義包的屬性，全部為'0'表示這是 一個(gè)包含普通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包；全部為'l'表示這是一個(gè)包含命令數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包； 4個(gè)字節(jié)為'VERI'則標(biāo)識(shí)這是一個(gè)包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包。 本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音電話的同時(shí)具有傳輸秘密信息的功能；由于每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備(例如網(wǎng)卡)都具有一個(gè)全球唯一的MAC地址號(hào)，所以將此信息與用戶登陸系統(tǒng)的用戶 名相結(jié)合用于做用戶身份認(rèn)證以保證確實(shí)是授權(quán)用戶在合法計(jì)算機(jī)上進(jìn)行隱秘信息通信。 本發(fā)明對(duì)硬件要求是配有網(wǎng)卡、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器并可以登陸互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)配置計(jì)算機(jī)；具 有實(shí)現(xiàn)容易，費(fèi)用低廉，兼容性好，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的隱秘信息通信結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明的IP數(shù)據(jù)包頭部構(gòu)成圖；
圖3是本發(fā)明一次工作的流程圖；
圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，本發(fā)明提出的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，在通信雙方輸入對(duì) 方的IP地址并建立連接后，對(duì)用戶雙方進(jìn)行身份認(rèn)證，進(jìn)入語(yǔ)音通信的狀態(tài)后，即可以開 始隱秘信息通信過(guò)程，如圖1所示，首先從麥克風(fēng)或從預(yù)先錄制的音頻文件讀取載體語(yǔ)音 音頻信號(hào)，同時(shí)將秘密信息經(jīng)直序擴(kuò)頻調(diào)制模塊1進(jìn)行直序擴(kuò)頻調(diào)制處理形成秘密信息數(shù) 據(jù)比特流，再經(jīng)掩蔽整形模塊2執(zhí)行隱秘信息隱藏算法，依據(jù)人類聽覺(jué)模型的掩蔽效應(yīng)按 照輸入的載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)對(duì)秘密信息數(shù)據(jù)比特流計(jì)算掩蔽閾值從而完成對(duì)其的頻域掩 蔽整形。最后將掩蔽整形后的秘密信息數(shù)據(jù)比特流加到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)上，就完成了隱 秘信息隱藏的過(guò)程并獲得了嵌入秘密信息的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)。之后，將嵌入了秘密信息的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)加密，打包后以IP數(shù)據(jù)報(bào)的形式發(fā)送給對(duì)方，對(duì)方接收到此語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)包 后，對(duì)其進(jìn)行解密，再經(jīng)檢測(cè)提取模塊3執(zhí)行信息提取算法，將秘密信息數(shù)據(jù)提取出來(lái)，同 時(shí)將接收到的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到聲卡播放出來(lái)或?qū)懭胝Z(yǔ)音音頻文件中或直接刪除；這樣 就完成了隱秘信息通信的過(guò)程。 為了防止非授權(quán)者對(duì)本系統(tǒng)的非法使用，本發(fā)明采取了實(shí)際工程中常用的非對(duì)稱 密鑰算法和對(duì)稱密鑰算法相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)由公開信道的密鑰分配 和建立快速有效的隱秘通信信道的目的。為了更清楚的描述此方法，下面將本方案分為身 份認(rèn)證、密鑰交換和隱秘信息通信并分別加以說(shuō)明。
1、表示符號(hào)的描述 1)身份認(rèn)證符號(hào)描述方案中采用的PKI (Public Key Infrastructure的縮 寫，公開密鑰體系)身份認(rèn)證系統(tǒng)、非對(duì)稱密碼系統(tǒng)和對(duì)稱密碼系統(tǒng)分別為(M， C， Keytot Private' KeyCert—Public， EncCert—p^k， DecCert—p^k) 、 (M， C， KeyPrivate， Keyp^k, EncPublic， DecPubiic)禾口 (M， C， KeyData， EncData DecData) ;A和B分別表示合法的隱秘通信發(fā)起者和接收者用戶；TA和 TB分別表示A和B的計(jì)算機(jī)設(shè)備；MACA和MACB分別表示TA和TB的網(wǎng)卡的Mac信息；IDA和 IDB分別表示A和B的身份信息，在這里就是登錄系統(tǒng)時(shí)的用戶名；KeyA p^。、 KeyB Publi。和 KeyCert—public分另U表示用戶A、 B禾口認(rèn)i正豐幾構(gòu)CA的公明；KeyA—Private、 KeyB—Private禾口 KeyCert—Private 分別表示用戶A、B和認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA的私鑰；CertA和CertB分別表示認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA頒發(fā)給用戶 A和B的數(shù)字證書，其中 <j — — — — —
K%織) RandA和RandB分別表示用戶A和B臨時(shí)生成的驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)；KeyData表示對(duì)稱密鑰； Data表示數(shù)據(jù)信息。 2)密鑰交換符號(hào)描述KeyMe。mmute和KeyMDrate。y分別表示每次通信的對(duì)稱密鑰發(fā)送、 接收和對(duì)稱密鑰銷毀操作。 3)隱秘信息通信符號(hào)描述方案采用的隱秘信息隱藏系統(tǒng)表示為(M， C， EncH， DecH) ;m[n]表示載體語(yǔ)音音頻信號(hào)；d[n]表示偽隨機(jī)序列；g[n]表示秘密信息數(shù)據(jù)；sm[n] 表示經(jīng)直序擴(kuò)頻調(diào)制后的秘密信息數(shù)據(jù)比特流；Sm[jco]表示對(duì)Sm[n]做短時(shí)傅立葉變換 后得到的結(jié)果；sjj"]表示對(duì)Sm[j"]使用聽覺(jué)掩蔽模型整形后的結(jié)果；sjn]表示對(duì) sw[j"]做逆傅立葉變換得到的結(jié)果；m[n]+Sw[n]表示嵌入后的載體語(yǔ)音音頻信號(hào)；g' [n]
表示接收端檢測(cè)提取并重建的秘密信息數(shù)據(jù)。
2、數(shù)據(jù)包格式的描述 方案使用了不同格式的數(shù)據(jù)包來(lái)進(jìn)行身份認(rèn)證和隱秘信息通信，如普通數(shù)據(jù)包、 命令數(shù)據(jù)包和驗(yàn)證數(shù)據(jù)包。經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)單元是IP數(shù)據(jù)包，它由數(shù)據(jù)包 頭部和數(shù)據(jù)兩部分組成，而數(shù)據(jù)包頭部由20字節(jié)的固定長(zhǎng)度部分和可變長(zhǎng)度的任選部分 組成，此可變長(zhǎng)度的任選部分用來(lái)定義方案的數(shù)據(jù)包格式。如圖2所示，修改的IP數(shù)據(jù)包 頭部以緊接目的地址的4個(gè)字節(jié)來(lái)定義包的屬性，全部為'0'表示這是一個(gè)包含普通數(shù)據(jù) 包的IP數(shù)據(jù)包；全部為'l'表示這是一個(gè)包含命令數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包，4個(gè)字節(jié)為'VERI' 則標(biāo)識(shí)這是一個(gè)包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包。 系統(tǒng)進(jìn)行一次完整隱秘信息通信流程如圖3所示，由身份認(rèn)證、密鑰交換和隱秘信息通信等幾個(gè)部分組成。
1)身份認(rèn)證 為了能保證把秘密信息傳送給合法的用戶并防止未授權(quán)用戶使用本系統(tǒng)，方案采 用和密碼口令和數(shù)字證書結(jié)合的身份認(rèn)證方式，于此相應(yīng)的采用了非對(duì)稱密鑰和對(duì)稱密鑰 算法相結(jié)合的身份認(rèn)證體制。 步驟l，用戶A打開運(yùn)行在TA上的隱秘信息通信程序，輸入用戶名和密碼口令，如 果用戶名和密碼口令正確則TA向TB發(fā)送包含MACA和CertA = EncCert，化(KeyCert Mvate， IDA)+EnCcert—Publie(KeyCert—Private， KeyA—Publie)的驗(yàn)證數(shù)據(jù)包，發(fā)起通信并等待回應(yīng)；
步驟2 ， TB驗(yàn)證CertA合法性，IDA' = DecCert Public (KeyCert
—Public， GnCCert—Public
(KeyCert
Mvate， IDA))，如果ID/ = IDA，則CertA是合法的；然后為了保證用戶A的公鑰的正確性， 再由CertA中計(jì)算出KeyA—Public :KeyA—Public' = DecCert—m^。 (KeyCert—Public， EncCert—m化(KeyCert—
Private
KeyA—Public))，若KeyA—
—Public ,=KeyA—
—Public^ 則TB要求用戶B輸入密碼口令；
步驟3，若用戶B輸入的密碼口令正確，則TB生成一個(gè)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA，并使用 A的公鑰KeyA Publie對(duì)其加密，RandB' = EnCpublie (KeyA，^， RandB)，然后將RandB' 、MACB和 CertB —起通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包發(fā)送給TA，做出響應(yīng)； 步驟4， TA驗(yàn)證CertB合法性IDB '= DecCert Public (KeyCert Public， EncCert puMlic(KeyCert Private， IDB)，如果IDB' = IDB則CertB是合法的，然后為了保證用戶B的公鑰 的正確性，再由CertB中計(jì)算出KeyB—,c :KeyB—Public' = DecCert—Public (KeyCert—Public， EncCert—
Public
(KeyCert
—Private
KeyB—m^))，如果KeyA—
—Public '=KeyA—
—Public' 則說(shuō)明提取成功，再提取TB的 驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandB 〃 ， RandB 〃 = DeCpublie (KeyA Mvate， RandB')，再生成一個(gè)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA 用于驗(yàn)證TB的合法性，并使用用戶B的公鑰KeyB脇k對(duì)RandA和RandB〃加密，Rand/ = EnCp^工ic(KeyB—Pbulic， RandA) ， RandB〃 ' = EnCp^工ic(KeyB—Pbulic， RandB〃 )，最后將RandB〃 '禾口 Rand/ —起通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包發(fā)送給TB ; 步驟5， TB提取出驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandB4 = DeCpublic (KeyB Mvate， RandB 〃 ')，只有KeyA 脇ic、KeyA—Private、KeyB—脇k和KeyB—Private都合法時(shí)，RandB4 = RandB，TB完成對(duì)TA的合法性驗(yàn) 證；TB提取TA的驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)Rand/并用A的公鑰加密得Rand/ ' = EncPublie (KeyA，化， DeCpublic (KeyB Private， Rand/ ))，將Rand/ '通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包傳送給TA， TB進(jìn)入密鑰管理狀 態(tài)； 步驟6， TA提取出驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA4 = DeCpublic(KeyA Private， Rand/ ')，只有當(dāng) KeyB脇k、 KeyB Private、 KeyA Public和KeyA Private都合法時(shí)，RandA4 = RandA， TA完成對(duì)TB的合 法性驗(yàn)證。TA進(jìn)入密鑰管理狀態(tài)。
2)密鑰交換 由于公鑰加密算法的加解密運(yùn)算速度較低，并且公鑰和私鑰對(duì)一般長(zhǎng)期不做更 換，攻擊者可以獲得較大的加密樣本從而其安全性存在隱患，本方案采取了實(shí)際工程上常 用的一次隱秘信息通信一個(gè)密鑰的對(duì)稱密碼體制來(lái)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密，但是對(duì)稱密碼算法 的密鑰還是通過(guò)公鑰密碼體制傳輸?shù)?，這樣產(chǎn)生的加密樣本的數(shù)據(jù)量很小且具有突發(fā)性， 在一定程度上能緩解對(duì)傳輸數(shù)據(jù)采用公鑰加密算法的缺陷。為采用對(duì)稱密碼體制和非對(duì)稱 密碼體制結(jié)合的方式來(lái)對(duì)進(jìn)行密鑰交換和隱秘信息通信，系統(tǒng)具有密鑰交換(包括密鑰發(fā) 送、密鑰接收)、密鑰銷毀和密鑰更改的功能，具體描述如下
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密鑰發(fā)送，通信發(fā)起者TA(或TB)產(chǎn)生用于加密傳輸數(shù)據(jù)的對(duì)稱密碼算法的密鑰 KeyData并使用TB(或TA)的公鑰對(duì)其加密
KeyData' = Enc
Public
(KeyB—
—Public^ KeyData)(或KeyData' = Enc,^ (KeyA—
—Public^ KeyData))
將KeyData'通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包傳送給TB (或TA); 密鑰接收，TB(或TA)對(duì)接收到的KeyData'解密，KeyData = DeCRlblic(KeyB Mvate， KeyData')并向TA(或TB)通過(guò)命令數(shù)據(jù)包發(fā)送"SUCC"信息，并進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)； TA(或TB)接收到"SUCC"信息后也進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)； 密鑰銷毀，在TB和TA完成一次隱秘信息通信過(guò)程后，雙方通過(guò)命令數(shù)據(jù)包互相發(fā) 送"DEST"信息，執(zhí)行密鑰銷毀操作； 密鑰更改，在TA和TB建立連接并身份認(rèn)證成功后，在使用同一個(gè)對(duì)稱密鑰進(jìn)行了
一次或多次的隱秘信息通信之后，通信雙方還可以通過(guò)對(duì)對(duì)稱密鑰的更改來(lái)使得隱秘通信
更加安全，具體做法是TA(或TB)通過(guò)使用命令數(shù)據(jù)包向TB(或TA)發(fā)送"CHAC"信息，并
在IP數(shù)據(jù)包的內(nèi)容中包含新生成的對(duì)稱密鑰Key2。^，而TB(或TA)在接收到此信息后通
過(guò)命令數(shù)據(jù)包回應(yīng)"SUCC"信息表示已經(jīng)更改密鑰成功，雙方執(zhí)行原密鑰銷毀操作后進(jìn)入隱
秘信息通信狀態(tài)。 3)隱秘信息通信 身份認(rèn)證和密鑰交換之后，系統(tǒng)進(jìn)入隱秘信息通信階段；如圖1所示，在此過(guò)程 中，TA將秘密信息數(shù)據(jù)g[n]經(jīng)過(guò)偽隨機(jī)序列為d[n]的直序擴(kuò)頻調(diào)制后得到秘密信息數(shù)據(jù) 比特流Sm[n]，再對(duì)其做短時(shí)傅立葉變換得到頻域表示Sm[j"]，之后通過(guò)從麥克風(fēng)或直接 從文件讀取載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]，使用聽覺(jué)掩蔽模型依照m[n]的頻譜特性對(duì)sm[j "]做 頻域掩蔽整形后得到sw[j "]，對(duì)其做逆傅立葉變換得到sw[n]，而后將其加上m[n]得到嵌 入秘密信息后的載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]+Sw[n]，之后對(duì)其使用對(duì)稱密鑰KeyData加密并打包 成包含普通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到TB， TB經(jīng)過(guò)對(duì)接收的IP數(shù)據(jù)報(bào)解包并 使用KeyD^解密后得到嵌入秘密信息的載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]+、[n]，在經(jīng)過(guò)秘密信息檢 測(cè)提取模塊，使用匹配濾波器并進(jìn)行閾值判決的方法重建得到秘密信息數(shù)據(jù)g' [n]，至此 完成一次隱秘信息通信過(guò)程；TB也可以使用同樣的方法向TA發(fā)送秘密信息數(shù)據(jù)完成隱秘 信息通信。 4)隱秘通信結(jié)束TA和TB在進(jìn)行完一次或多次的隱秘信息通信后，TA(或TB)向 TB (或TA)通過(guò)命令數(shù)據(jù)包發(fā)送"TERM"信息，TB (或TA)在接收到此信息后回應(yīng)"TERM"信 息，之后雙方執(zhí)行密鑰銷毀操作，進(jìn)入循環(huán)等待用戶操作，發(fā)起新的密鑰管理過(guò)程和隱秘信 息通信或者退出系統(tǒng)。 本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程如圖4所示，具體的實(shí)現(xiàn)步驟描述如下 步驟1， A用戶和B在計(jì)算機(jī)TA和TB上運(yùn)行隱秘信息通信程序，根據(jù)提示分別輸
入各自的用戶名和用戶密碼進(jìn)入隱秘信息通信程序； 步驟2， A用戶和B用戶各自輸入彼此的IP地址，通過(guò)TCP/IP協(xié)議建立連接；
步驟3，發(fā)起隱秘信息通信的一方(假設(shè)是TA)將含有本機(jī)網(wǎng)卡的MAC信息和數(shù)字 證書加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到TB，TB接收到此驗(yàn)證數(shù)據(jù)包后，對(duì)其中 的數(shù)字證書進(jìn)行驗(yàn)證后提取出用戶A的公鑰；然后將用RSA加密后的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)、TB 的MAC地址以及數(shù)字證書使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到TA ;
步驟4， TA對(duì)用戶B的數(shù)字證書驗(yàn)證后，解密TB發(fā)來(lái)的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)并生成自 己的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，將它們用RSA加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給TB ;TB 驗(yàn)證這兩個(gè)臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，并加密TA的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)并發(fā)送給TA，并顯示身份驗(yàn)證成 功信息； 步驟5，TA驗(yàn)證TB發(fā)回來(lái)的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，并顯示身份驗(yàn)證成功信息；再生成隱 秘信息通信用的對(duì)稱密鑰，用RSA算法對(duì)其加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到 TB， TB接收此對(duì)稱密鑰并解密，向TA發(fā)回"SUCC"信息，即完成密鑰交換過(guò)程；TA使用命令 數(shù)據(jù)包向TB發(fā)送"STAR"命令，TB回發(fā)"STAR"命令，雙方即進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)；
步驟6， TA從麥克風(fēng)或者從預(yù)先錄制好的文件讀取數(shù)據(jù)作為載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)， 同時(shí)從文件讀取隱秘信息數(shù)據(jù)，先對(duì)其做直序擴(kuò)頻調(diào)制后再根據(jù)載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)對(duì)其做 頻域整形后形成隱秘信息數(shù)據(jù)比特流，再將其加到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)中就得到嵌入了隱秘 信息的載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)，對(duì)其使用IDEA算法加密然后通過(guò)包含普通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包 發(fā)送到TB ;TB接收到次數(shù)據(jù)后，首先用IDEA算法解密，再經(jīng)過(guò)檢測(cè)提取模塊獲得隱秘信息 數(shù)據(jù)，完成一次隱秘信息通信過(guò)程； 步驟7， 一次隱秘信息通信過(guò)程完成后，雙方仍處于連接狀態(tài)，若一方想再進(jìn)行隱 秘信息通信，可向?qū)Ψ桨l(fā)送"STAR"命令數(shù)據(jù)包，另一方也回發(fā)"STAR"命令數(shù)據(jù)包，就會(huì)使 用當(dāng)時(shí)的對(duì)稱密鑰再次進(jìn)行隱秘信息通信； 步驟8，若通信雙方欲結(jié)束此次隱秘信息通信過(guò)程，則一方向另一方發(fā)送"TERM" 命令數(shù)據(jù)包，另一方也回發(fā)"TERM"命令數(shù)據(jù)包，則雙方執(zhí)行密鑰銷毀過(guò)程，進(jìn)入密鑰管理狀 態(tài)，等待用戶的下一步操作； 步驟9，若用戶關(guān)閉隱秘信息通信程序，則退出程序，或返回步驟5繼續(xù)進(jìn)行隱秘 信息通信。 本發(fā)明是針對(duì)基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信而設(shè)計(jì)的，由于每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如 網(wǎng)卡)都具有一個(gè)全球唯一的MAC地址號(hào)，所以將此信息與用戶登陸系統(tǒng)的用戶名相結(jié)合 用于做用戶身份認(rèn)證以保證確實(shí)是授權(quán)用戶在合法計(jì)算機(jī)上進(jìn)行隱秘信息通信。另外通 過(guò)對(duì)IP數(shù)據(jù)包頭部的保留空間的修改利用，定義了適用于本發(fā)明的普通數(shù)據(jù)包、命令數(shù)據(jù) 包和驗(yàn)證數(shù)據(jù)包格式，并定義了相應(yīng)的命令。由于是在速度較高的互聯(lián)網(wǎng)傳輸語(yǔ)音音頻數(shù) 據(jù)，所以本發(fā)明未對(duì)載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)做任何的壓縮，同時(shí)提出了應(yīng)用與本發(fā)明的信息隱 藏算法方案。對(duì)于身份認(rèn)證，本發(fā)明采用了實(shí)際工程中常用的對(duì)稱密鑰算法與非對(duì)稱密鑰 算法相結(jié)合的方法，對(duì)于嵌入后載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)的加解密采用了對(duì)稱密碼算法以加快運(yùn) 算速度，并且為了保證不產(chǎn)生大量的密文樣本以提高安全性，采用了用戶可以不定期的更 改對(duì)稱密鑰的方法。非對(duì)稱密碼算法和證書驗(yàn)證算法采用的是RSA(以發(fā)明者Ron Rivest、 AdiShamir和Leonard Adleman命名的能同時(shí)用于加密和數(shù)字簽名的一種算法)，對(duì)稱密碼 算法采用的是IDEA(InternationalData Encryption Algorithm的縮寫，是1990年由瑞士 聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院來(lái)學(xué)嘉X. J. Lai和Massey提出的建議標(biāo)準(zhǔn)算法)。
權(quán)利要求
一種基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于在通信雙方輸入對(duì)方的IP地址并建立連接后，對(duì)用戶雙方進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后進(jìn)入語(yǔ)音通信開始隱秘信息通信過(guò)程；首先進(jìn)行密鑰交換，然后將秘密信息嵌入到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)中；之后，將嵌入了秘密信息的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)加密、打包后以IP數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給對(duì)方；對(duì)方接收到此語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)包后，對(duì)其進(jìn)行解密，再執(zhí)行信息提取算法，將秘密信息數(shù)據(jù)提取出來(lái)；同時(shí)將接收到的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到聲卡播放出來(lái)或?qū)懭胝Z(yǔ)音音頻文件中或直接刪除。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于采用非對(duì)稱 密鑰算法和對(duì)稱密鑰算法相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于所述的隱秘 信息嵌入載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)的方法是首先從麥克風(fēng)或從預(yù)先錄制的音頻文件讀取載體語(yǔ) 音音頻信號(hào)；同時(shí)將隱秘信息進(jìn)行直序擴(kuò)頻調(diào)制處理形成秘密信息數(shù)據(jù)比特流；再執(zhí)行隱 秘信息隱藏算法，依據(jù)人類聽覺(jué)模型的掩蔽效應(yīng)按照輸入的載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)對(duì)隱秘信息 數(shù)據(jù)比特流計(jì)算掩蔽閾值從而完成對(duì)其的頻域掩蔽整形；最后將掩蔽整形后的隱秘信息數(shù) 據(jù)比特流加到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于所述的隱秘 信息嵌入載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)的方法是首先從麥克風(fēng)或從預(yù)先錄制的音頻文件讀取載體語(yǔ) 音音頻信號(hào)；同時(shí)將隱秘信息進(jìn)行直序擴(kuò)頻調(diào)制處理形成秘密信息數(shù)據(jù)比特流；再執(zhí)行隱 秘信息隱藏算法，依據(jù)人類聽覺(jué)模型的掩蔽效應(yīng)按照輸入的載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)對(duì)隱秘信息 數(shù)據(jù)比特流計(jì)算掩蔽閾值從而完成對(duì)其的頻域掩蔽整形；最后將掩蔽整形后的隱秘信息數(shù) 據(jù)比特流加到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于所述的身份 認(rèn)證是按如下步驟進(jìn)行步驟l，用戶A打開運(yùn)行在TA上的隱秘信息通信程序，輸入用戶名和密碼口令，如果 用戶名和密碼口令正確則TA向TB發(fā)送包含MACA和CertA = EncCert，化(KeyCert Mvate， IDA)+EnCcert—Publie(KeyCert—Private， KeyA—Publie)的驗(yàn)證數(shù)據(jù)包，發(fā)起通信并等待回應(yīng)；步驟2， TB驗(yàn)證CertA合法性，ID ' A = DecCert，^ (KeyCert —Public' GnCCert—Public(KeyCertp^^，ID》)，如果ID' A= IDA，則CertA是合法的；然后為了保證用戶A的公鑰的正確性，再 由CertA中計(jì)算出KeyA—Public :Key a—PubiicDecCert—public (KeyCert_pubttc， EncCert—public (KeyCert—Private， KeyA——Public))，若Key'a—Public =KeyA——Public^ 則TB要求用戶B輸入密碼口令； 步驟3，若用戶B輸入的密碼口令正確，則TB生成一個(gè)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA，并使用A的公鑰KeyA Public對(duì)其加密，Rand' B = EncPublic (KeyA，化，RandB)，然后將Rand' B、MACB和CertB一起通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包發(fā)送給TA，做出響應(yīng)；步驟4， TA驗(yàn)證CertB合法性ID ' B = DecCert—Public (KeyCert—Public' GnCCert—Pubilic(KeyCertMvate， IDB)，如果ID' b = IDB則CertB是合法的，然后為了保證用戶B的公鑰的正確性，再 由CertB中計(jì)算出KeyB—Public :Key ' b—Public — DecCert—(KeyCert—Public， EncCert—public(KeyCert— Private， KeyB—Public))，如果Key' A—Public = KeyA—脇^則說(shuō)明提取成功，再提取TB的驗(yàn)證隨機(jī) 數(shù)Rand" B， Rand" B = DecPublic (KeyA Private， Rand' B)，再生成一個(gè)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA用于 驗(yàn)證TB的合法性，并使用用戶B的公鑰KeyB Publie對(duì)RandA和Rand 〃 B加密，Rand' A = Enc脇ic(KeyB—pbuw RandA) ， Rand' 〃 B = EncPublic(KeyB—Pbulic， Rand" b)，最后將Rand' 〃 B和Rand' A —起通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包發(fā)送給TB ;步驟5， TB提取出驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandB4 = DeCpublic (KeyB Private， Rand' 〃 B)，只有KeyA，化、 KeyA Private、 KeyB，化和KeyB Private都合法時(shí)，RandB4 = RandB， TB完成對(duì)TA的合法性驗(yàn)證； TB提取TB的驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)Rand" A并用A的公鑰加密得Rand' " A = EncPublie(KeyA脇^ DeCpublie(KeyB Private， Rand' A))，將Rand' 〃 A通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包傳送給TA， TB進(jìn)入密鑰管理 狀態(tài)；步驟6， TA提取出驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)RandA4 = DecPublic (KeyA Private， Rand' 〃 A)，只有當(dāng)KeyB P^化、KeyB— Mvate、 KeyA—脇k和KeyA—Private都合法時(shí)，RandA4 = RandA， TA完成對(duì)TB的合法性 驗(yàn)證。TA進(jìn)入密鑰管理狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于所述的密鑰 交換步驟是密鑰發(fā)送，通信發(fā)起者TA(或TB)產(chǎn)生用于加密傳輸數(shù)據(jù)的對(duì)稱密碼算法的密鑰 KeyData并使用TB(或TA)的公鑰對(duì)其加密Key' Data = EncPublic (KeyB—Public， KeyData)(或Key' Data = EncPublic (KeyA—m化，KeyData))將 Key' Data通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包傳送給TB (或TA);密鑰接收，TB (或TA)對(duì)接收到的Key ' Data解密，KeyData = DeCRlblie (KeyB Private， Key' Data)并向TA(或TB)通過(guò)命令數(shù)據(jù)包發(fā)送"SUCC"信息，并進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)； TA (或TB)接收到"SUCC"信息后也進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于身份認(rèn)證和 密鑰交換之后，系統(tǒng)進(jìn)入隱秘信息通信階段；在此過(guò)程中，TA將秘密信息數(shù)據(jù)g[n]經(jīng)過(guò)偽 隨機(jī)序列為d[n]的直序擴(kuò)頻調(diào)制后得到秘密信息數(shù)據(jù)比特流Sm[n]，再對(duì)其做短時(shí)傅立葉 變換得到頻域表示sm[ j co ]，之后通過(guò)從麥克風(fēng)或直接從文件讀取載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]， 使用聽覺(jué)掩蔽模型依照m[n]的頻譜特性對(duì)Sm[j"]做頻域掩蔽整形后得到Sw[j"]，對(duì)其 做逆傅立葉變換得到、[n]，而后將其加上m[n]得到嵌入秘密信息后的載體語(yǔ)音音頻信號(hào) m[n]+sw[n]，之后對(duì)其使用對(duì)稱密鑰Key。^加密并打包成包含普通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)后通 過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到TB， TB經(jīng)過(guò)對(duì)接收的IP數(shù)據(jù)報(bào)解包并使用KeyData解密后得到嵌入秘密信 息的載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]+sjn]，在經(jīng)過(guò)秘密信息檢測(cè)提取模塊，使用匹配濾波器并進(jìn) 行閾值判決的方法重建得到秘密信息數(shù)據(jù)g' [n]，至此完成一次隱秘信息通信過(guò)程；TB也 可以使用同樣的方法向TA發(fā)送秘密信息數(shù)據(jù)完成隱秘信息通信。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于身份認(rèn)證和 密鑰交換之后，系統(tǒng)進(jìn)入隱秘信息通信階段；在此過(guò)程中，TA將秘密信息數(shù)據(jù)g[n]經(jīng)過(guò)偽 隨機(jī)序列為d[n]的直序擴(kuò)頻調(diào)制后得到秘密信息數(shù)據(jù)比特流Sm[n]，再對(duì)其做短時(shí)傅立葉 變換得到頻域表示sm[ j co ]，之后通過(guò)從麥克風(fēng)或直接從文件讀取載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]， 使用聽覺(jué)掩蔽模型依照m[n]的頻譜特性對(duì)Sm[j"]做頻域掩蔽整形后得到Sw[j"]，對(duì)其 做逆傅立葉變換得到、[n]，而后將其加上m[n]得到嵌入秘密信息后的載體語(yǔ)音音頻信號(hào) m[n]+sw[n]，之后對(duì)其使用對(duì)稱密鑰Key。^加密并打包成包含普通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)后通 過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到TB， TB經(jīng)過(guò)對(duì)接收的IP數(shù)據(jù)報(bào)解包并使用KeyData解密后得到嵌入秘密信 息的載體語(yǔ)音音頻信號(hào)m[n]+sjn]，在經(jīng)過(guò)秘密信息檢測(cè)提取模塊，使用匹配濾波器并進(jìn) 行閾值判決的方法重建得到秘密信息數(shù)據(jù)g' [n]，至此完成一次隱秘信息通信過(guò)程；TB也可以使用同樣的方法向TA發(fā)送秘密信息數(shù)據(jù)完成隱秘信息通信。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于 隱秘信息通信具體步驟如下步驟1， A用戶和B在計(jì)算機(jī)TA和TB上運(yùn)行隱秘信息通信程序，根據(jù)提示分別輸入各 自的用戶名和用戶密碼進(jìn)入隱秘信息通信程序；步驟2， A用戶和B用戶各自輸入彼此的IP地址，通過(guò)TCP/IP協(xié)議建立連接；步驟3，發(fā)起隱秘信息通信的一方(假設(shè)是TA)將含有本機(jī)網(wǎng)卡的MAC信息和數(shù)字證 書加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到TB， TB接收到此驗(yàn)證數(shù)據(jù)包后，對(duì)其中的 數(shù)字證書進(jìn)行驗(yàn)證后提取出用戶A的公鑰；然后將用RSA加密后的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)、TB的 MAC地址以及數(shù)字證書使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到TA ;步驟4， TA對(duì)用戶B的數(shù)字證書驗(yàn)證后，解密TB發(fā)來(lái)的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)并生成自己的 臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，將它們用RSA加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給TB ;TB驗(yàn)證 這兩個(gè)臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，并加密TA的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)并發(fā)送給TA，并顯示身份驗(yàn)證成功信 息；步驟5，TA驗(yàn)證TB發(fā)回來(lái)的臨時(shí)驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)，并顯示身份驗(yàn)證成功信息；再生成隱秘信 息通信用的對(duì)稱密鑰，用RSA算法對(duì)其加密后使用包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到TB， TB接收此對(duì)稱密鑰并解密，向TA發(fā)回"SUCC"信息，即完成密鑰交換過(guò)程；TA使用命令數(shù)據(jù) 包向TB發(fā)送"STAR"命令，TB回發(fā)"STAR"命令，雙方即進(jìn)入隱秘信息通信狀態(tài)；步驟6， TA從麥克風(fēng)或者從預(yù)先錄制好的文件讀取數(shù)據(jù)作為載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)，同時(shí) 從文件讀取隱秘信息數(shù)據(jù)，先對(duì)其做直序擴(kuò)頻調(diào)制后再根據(jù)載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)對(duì)其做頻域 整形后形成隱秘信息數(shù)據(jù)比特流，再將其加到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)中就得到嵌入了隱秘信息 的載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)，對(duì)其使用IDEA算法加密然后通過(guò)包含普通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送 到TB ;TB接收到次數(shù)據(jù)后，首先用IDEA算法解密，再經(jīng)過(guò)檢測(cè)提取模塊獲得隱秘信息數(shù)據(jù)， 完成一次隱秘信息通信過(guò)程；步驟7， 一次隱秘信息通信過(guò)程完成后，雙方仍處于連接狀態(tài)，若一方想再進(jìn)行隱秘信 息通信，可向?qū)Ψ桨l(fā)送"STAR"命令數(shù)據(jù)包，另一方也回發(fā)"STAR"命令數(shù)據(jù)包，就會(huì)使用當(dāng) 時(shí)的對(duì)稱密鑰再次進(jìn)行隱秘信息通信；步驟8，若通信雙方欲結(jié)束此次隱秘信息通信過(guò)程，則一方向另一方發(fā)送"TERM"命令 數(shù)據(jù)包，另一方也回發(fā)"TERM"命令數(shù)據(jù)包，則雙方執(zhí)行密鑰銷毀過(guò)程，進(jìn)入密鑰管理狀態(tài)， 等待用戶的下一步操作；步驟9，若用戶關(guān)閉隱秘信息通信程序，則退出程序，或返回步驟5繼續(xù)進(jìn)行隱秘信息 通信。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9任一項(xiàng)所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法，其特征在于IP數(shù)據(jù)包頭部以緊接目的地址的4個(gè)字節(jié)來(lái)定義包的屬性，全部為'0'表示這是一個(gè)包含普 通數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包；全部為'1'表示這是一個(gè)包含命令數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包；4個(gè)字節(jié) 為'VERI'則標(biāo)識(shí)這是一個(gè)包含驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)包。
全文摘要
本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域，特指一種基于互聯(lián)網(wǎng)的隱秘信息通信方法。本發(fā)明在通信雙方輸入對(duì)方的IP地址并建立連接后，對(duì)用戶雙方進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后進(jìn)入語(yǔ)音通信開始隱秘信息通信過(guò)程；首先進(jìn)行密鑰交換，然后將秘密信息嵌入到載體語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)中；之后，將嵌入了秘密信息的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)加密、打包后以IP數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給對(duì)方；對(duì)方接收到此語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)包后，對(duì)其進(jìn)行解密，再執(zhí)行信息提取算法，將秘密信息數(shù)據(jù)提取出來(lái)；同時(shí)將接收到的語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到聲卡播放出來(lái)或?qū)懭胝Z(yǔ)音音頻文件中或直接刪除。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音電話的同時(shí)具有傳輸秘密信息的功能，有效解決了通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行隱秘信息通信的問(wèn)題；具有實(shí)現(xiàn)容易、費(fèi)用低廉、兼容性好、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值；可以應(yīng)用于隱秘信息的互聯(lián)網(wǎng)傳輸。
文檔編號(hào)H04L9/32GK101764690SQ20081022024
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者劉繼新, 季統(tǒng)凱, 陸哲明, 陸震揚(yáng), 陳冰冰 申請(qǐng)人:廣東電子工業(yè)研究院有限公司