一种基于船舶辐射噪声的隐蔽信息传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于船舶辐射噪声的隐蔽信息传输方法及系统，其中隐蔽信息传输方法包括：1、隐蔽信息发送端实时截取时间长度为τ的船舶辐射信号x(t)；2、当发送的二进制码为“B1”时，对x(t)进行时间反转并延时T，得到发送信号x

【技术实现步骤摘要】
一种基于船舶辐射噪声的隐蔽信息传输方法及系统
本专利技术属于水声通信
，具体涉及一种利用辐射噪声传输隐蔽信息的方法及系统。
技术介绍
随着信息时代的高速发展，传统的信息安全技术已然不能有效地隐蔽信息，加密技术反而更加容易引起攻击者的注意。信息隐藏技术则是将隐蔽信息隐藏于近似正常的数据流之中，从而隐藏了信息传输通道的存在，相较于传统的加密技术，多了一层迷惑攻击者的手段，安全性更高。在复杂的海洋环境下，船舶信息传输的越发困难，然而在船舶的行驶过程中，总会存在船舶辐射噪声。船舶辐射噪声主要由机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声3部分组成，以噪声作为掩蔽传输的信号是便于传输和隐藏的，而且人耳对于船舶辐射噪声的区别度不会很大，因此，以船舶辐射噪声为载体的信息隐藏技术值得我们进一步得深入研究。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术旨在提供一种有效传输水下隐蔽信息的方法和系统。技术方案：本专利技术一方面公开了一种基于船舶辐射噪声的隐蔽信息传输方法，其步骤包括：(1)隐蔽信息发送端实时截取时间长度为τ的船舶辐射信号，记为x(t)，0<t<τ；(2)当发送的二进制码为“B1”时，对x(t)进行时间反转并延时T，得到发送信号xs(t)，记为x(T-t)；当发送的二进制码为“B2”时，则不发出任何信号；换能器发出的发送信号xs(t)为：其中T为预设的时延长度；B1，B2为二进制码的两个基本符号；(3)隐蔽信息接收端接收到的信号为y(t)，从y(t)中截取两段间隔为T、时长为τ的信号，分别记为z(t)和r(t)；对z(t)和r(t)进行卷积，并对卷积结果进行归一化，得到：*表示卷积运算；(4)计算归一化卷积结果result(t)的最大值max(result)，当max(result)≤0.5时，判定发送的二进制码为“B2”；当max(result)>0.5时，判定发送的二进制码为“B1”。另一方面，本专利技术公开了实现上述隐蔽信息传输方法的系统，该系统包括发送端和接收端，所述发送端包括：辐射噪声截取模块，用于实时截取时间长度为τ的船舶辐射信号x(t)，0<t<τ；发送信号生成模块，用于生成换能器发出的发送信号xs(t)，xs(t)为：其中T为预设的时延长度；B1，B2为二进制码的两个基本符号；换能器，用于发送信号xs(t)；所述接收端包括：接收信号截取模块，用于从接收信号y(t)中截取两段间隔为T、时长为τ的信号z(t)和r(t)；卷积模块，用于对z(t)和r(t)进行卷积，并对卷积结果进行归一化，得到：发送码元判定模块，用于根据result(t)的最大值max(result)判断发送的二进制码元，当max(result)≤0.5时，判定发送的二进制码为“B2”；当max(result)>0.5时，判定发送的二进制码为“B1”。有益效果：本专利技术公开的隐蔽信息传输方法利用船舶辐射噪声进行隐蔽通信，与现有技术相比，该传输方法简单高效，利用本舰的辐射噪声作为通信信号，不易引起攻击者的注意，隐蔽性更好；通信过程中，利用舰船本身辐射出的信号作为载体，实现代价小，换能器发出的信号能量低，通信模式类似MIMO(多发多收)，受环境影响小，抗干扰能力强。附图说明图1为本专利技术公开的隐蔽信息传输方法的流程图；图2为隐蔽信息发送端获取的船舶辐射噪声的波形图；图3为隐蔽信息发送端截取的时长为τ的船舶辐射噪声波形图；图4为隐蔽信息发送端发送信号的波形图；图5为接收端对接收信号卷积及归一化后的信号波形图；图6为本专利技术公开的隐蔽信息传输系统的组成框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。本实施例以发送二进制码流[101001]为例来说明本专利技术公开的隐蔽信息传输方法，如图1所示，流程如下：步骤1、隐蔽信息发送端实时截取时间长度为τ的船舶辐射信号，记为x(t)；如图2所示，为隐蔽信息发送端截取的船舶辐射信号的波形图，当要发送隐蔽信息时，实时截取长度τ＝0.5s长的信号x(t)，0<t<0.5s，其波形如图3所示。步骤2、二进制码的两个基本符号为B1，B2，本实施例中定义B1＝1，B2＝0，当发送的二进制码为“1”时，对x(t)进行时间反转并延时T，得到发送信号xs(t)，记为x(T-t)；当发送的二进制码为“0”时，则不发出任何信号；换能器发出的发送信号xs(t)为：其中T为预设的时延长度；依次根据要发送的二进制码来生成发送信号，得到的发送信号流的波形如图4所示，从图中可以看出，待发送的信息被很好的隐藏在船舶辐射噪声中。步骤3、隐蔽信息接收端接收到的信号为y(t)，从y(t)中截取两段间隔为T、时长为τ的信号，分别记为z(t)和r(t)；对z(t)和r(t)进行卷积，并对卷积结果进行归一化，得到：如图5所示，为result(t)的波形图。步骤4、根据卷积的定义可知，发送一个码元的发送信号时长为0.5s，接收端截取两个时长为0.5s的信号，做卷积运算后卷积信号的时长为1s。对每1s内的result(t)计算其最大值max(result)，根据max(result)的结果可以得到发送的码元，判别规则如下：当max(result)≤0.5时，判定发送的二进制码为“B2”；当max(result)>0.5时，判定发送的二进制码为“B1”。对图5中的result(t)根据阈值0.5进行判断，得到发送码流为101001，由此恢复出了发送的隐蔽信息。隐蔽信息发送端的换能器发出的发送信息传输到接收端，传输过程中，存在环境噪声，记截取信号z(t)时的环境噪声为n1(t)，截取r(t)时的环境噪声为n2(t)。当发送的码元为“0”时，发送端换能器不发送信号，接收端接收到的只有噪声n(t)，此时卷积为n1(t)*n2(t)，由于n1(t)与n2(t)的相关性弱，此时的max(result)小于0.5。当发送的码元为“1”时，发送端换能器发送信号x(T-t)，接收端接收到的信号包括发送信号x(T-t)和船舶辐射信号x(t)，为：y(t)＝x(T-t)+n1(t)+x(t)+n2(t)从y(t)中截取的间隔为T、时长为τ的两个信号z(t)和r(t)为：此时卷积结果由于噪声与x(t)之间没有相关性，n1(t)与n2(t)之间也没有相关性，因此z(t)*r(t)≈x(-t)*x(t)，有相关峰值出现，max(result)大于0.5，解出发出的信息码是1。本实施例还公开了实现上述隐蔽信息传输方法的系统，其组成如图6所示，包括发送端和接收端，其中发送端包括：辐射噪声截取模块1，用于实时截取时间长度为τ的船舶辐射信号x(t)；发送信号生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于船舶辐射噪声的隐蔽信息传输方法，其特征在于，包括：/n(1)隐蔽信息发送端实时截取时间长度为τ的船舶辐射信号，记为x(t)，0<t<τ；/n(2)当发送的二进制码为“B1”时，对x(t)进行时间反转并延时T，得到发送信号x

【技术特征摘要】
1.一种基于船舶辐射噪声的隐蔽信息传输方法，其特征在于，包括：
(1)隐蔽信息发送端实时截取时间长度为τ的船舶辐射信号，记为x(t)，0<t<τ；
(2)当发送的二进制码为“B1”时，对x(t)进行时间反转并延时T，得到发送信号xs(t)，记为x(T-t)；当发送的二进制码为“B2”时，则不发出任何信号；换能器发出的发送信号xs(t)为：



其中T为预设的时延长度；B1，B2为二进制码的两个基本符号；
(3)隐蔽信息接收端接收到的信号为y(t)，从y(t)中截取两段间隔为T、时长为τ的信号，分别记为z(t)和r(t)；对z(t)和r(t)进行卷积，并对卷积结果进行归一化，得到：*表示卷积运算；
(4)计算归一化卷积结果result(t)的最大值max(result)，当max(result)≤0.5时，判定发送的二进制码为“B2”；当max(result)>0.5时，判定发送的二进制码为“B1”。


2.根据权利要求1所述的隐蔽信息传输方法，其特征在于，B1＝1，B2＝0。


3.根据权利要求1所述的隐蔽信息传输方法，其特征在于，B1＝0，B2＝1。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何呈，芮超群，朱柏宇，戴跃伟，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32