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专利号: 2019101796228
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-03-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种通信网络中基于时隙特征的动态水印嵌入及检测方法,其特征在于,包括动态水印嵌入方法和动态水印检测方法;所述动态水印嵌入方法包括共享水印参数和调制数据包,具体方法包括如下步骤:

1)发送方初始化水印参数并存储到共享数据库中,其中,共享数据库由接收方和发送方共享,水印参数包括水印周期T、水印序列长度n、水印判断阈值o;

2)发送方根据传统的Turbo码编码原理生成Turbo码集合,记为:Wall=

3)捕获T时间段内的网络数据包,按时间顺序构建数据包集合P,记为P=,Pi表示发送方捕获的第i个的数据包;

4)将数据包集合P按时隙划分,构建时隙数据包集合Xi和数据包到达时间集合Ti;

5)依次计算每个时隙的时隙质心C(Ii),并构建时隙质心序列C,记为C=《C(I1),C(I2)...C(In)>;其中,C(Ii)表示第i时隙的时隙质心;

6)计算原始水印序列Worg,记为,其中,第i个元素Wi的计算方法为:若C(Ii)>o,则Wi=0,否则,Wi=1;

7)根据相似度距离公式计算原始水印序列Worg与Turbo集合Wall的相似度距离,得到相似度最高的Turbo码序列WT并存入共享数据库;

8)将原始水印序列Worg与相似度最高的Turbo码序列WT按位比较,找到与WT对应位置不同的Worg元素,记录其下标,并将下标存储到共享数据库中;

9)调制并发送数据包,调制方法是将每个时隙内不安全范围的数据包调制到安全范围发送;

所述动态水印检测方法包括接收方初始化本地参数和判断流是否关联,具体方法包括如下步骤:

10)接收方初始化水印参数并存储到本地数据库中,其中,水印参数包括接收方第一个时隙的起始理论时刻ts、发送方到接收方的最小估算延时’、传输的抖动上界Γ、距离判断阈值ω和流关联匹配阈值Threshold;

11)确定接收方第一个时隙的起始时刻范围,起始时隙时刻范围为:[ts+d′,ts+d′+Γ];

12)从起始时隙时刻起,捕获T时间段内的数据包,按时间顺序构建数据包集合P′,其中,P′=〈P′1,P′2...Pi′,>,Pi′表示接收方捕获的第i个数据包;

13)将数据包集合P′按时隙划分,构建时隙数据包集合X′i和数据包到达时间集合Ti′;

14)依次计算每个时隙的时隙质心C(I′i),构建周期T内的时隙质心序列C′,记为C′=

15)计算水印序列Wdec,记为,其中,第i个元素Wi′的计算方法为:若C(I′i)>o,则W′i=0,否则,Wi′=1;

16)计算检测序列W′dec;

17)根据相似度距离公式计算检测序列W’dec与共享数据库中的Turbo码序列WT的相似度距离,记为Dis(WT,W′dec);

18)比较Dis(WT,W′dec)与ω的大小,当Dis(WT,W′dec)<ω时,转步骤19);否则,判断为流不关联,跳转至步骤22);

19)纠正检测序列W′dec,将检测序列W′dec输入到Turbo码解码器中,根据解码公式得到纠正后的检测序列Wfinal;

20)根据相似度距离公式计算纠正后的检测序列Wfindl与共享数据库中选定的Turbo码序列WT的相似度距离,记为Dis(WT,Wfinal);

21)进行流关联匹配,当Dis(WT,Wfinal)<Threshold时,判断为关联流,转步骤

22);否则判断为不关联流,跳转至步骤22);

22)检测完毕。

2.如权利要求1所述的通信网络中基于时隙特征的动态水印嵌入及检测方法,其特征在于所述步骤4)中构建时隙数据包集合Xi和数据包到达时间集合Ti的方法包括如下步骤:

4.1)将水印周期T按时间长度平均分为n个时间段,即T=〈I1,I2...In>,Ii表示第i个时间段对应一个时隙;

4.2)通过每一个时隙内的数据包构建时隙数据包集合Xi,记为Xi=〈Pi,1,Pi,2...Pi,m>,Pi,m表示第i个时隙Ii的第m个数据包;数据包到达时间集合记为Ti=〈ti,1,ti,2...ti,m>,ti,m表示第i个时隙Ii的第m个数据包的到达时间;

4.3)通过每一个时隙内的数据包到达时间构建数据包到达时间集合Ti,记为Ti=,ti,m表示第i个时隙Ii的第m个数据包的到达时间。

3.如权利要求1所述的通信网络中基于时隙特征的动态水印嵌入及检测方法,其特征在于所述步骤5)中,时隙质心C(Ii)的计算公式如下:ti,0表示时隙Ii的起始时刻,ti,j-ti,0表示时隙Ii中第j个包相对于起始时隙数据包的偏移量,C(Ii)表示时隙Ii的质心,m是时隙Ii中数据包的总个数。

4.如权利要求1所述的通信网络中基于时隙特征的动态水印嵌入及检测方法,其特征在于所述步骤7)、步骤17)和步骤20)中,相似度距离计算公式如下:WTur,是Turbo码集合Wall中的一员,Worg是原始水印序列,n是水印长度,Ti表示WTur序列的第i个二进制位, 表示Worg序列的第i个二进制位。

5.如权利要求1所述的通信网络中基于时隙特征的动态水印嵌入及检测方法,其特征在于所述步骤16)中计算检测序列W′dec的方法是根据共享数据库中记录的下标将水印序列Wdec相应的下标位置进行取反,即‘0’转换成‘1’,‘1’转换成‘0’。

6.如权利要求1所述的通信网络中基于时隙特征的动态水印嵌入及检测方法,其特征在于所述步骤19)中解码公式如下:其中, 为信道值,Le(uk)代表前一个译码器为第二个译码器提供的关于uk的先验信息, 代表供给后续译码器的外部信息。