在信息化成為時(shí)代發(fā)展趨勢的大背景下,互聯(lián)網(wǎng)已滲透到人們的日常生活中,與個(gè)人、企業(yè)和政府的需求密切相關(guān)。隨著Internet的興起和數(shù)字語音編碼技術(shù)的提高,網(wǎng)絡(luò)語音電話（Voice over Internet Protocol,簡稱VoIP）等流媒體技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展,在公共網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。隨之而來的數(shù)據(jù)安全問題亟待解決,因此需要設(shè)計(jì)切實(shí)可行的安全協(xié)議,探索流媒體數(shù)據(jù)安全通信方法,以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展。本文從理論和技術(shù)出發(fā),系統(tǒng)研究了基于網(wǎng)絡(luò)流媒體的安全動(dòng)態(tài)隱密通信（Covert communication）技術(shù),涉及信息理論建模、安全性分析、隱寫（Steganography）算法設(shè)計(jì)、編碼、隱密通信測試以及性能和魯棒性測量等。本研究以面向?qū)ο蟮腃++編程為基礎(chǔ),開發(fā)了一套可擴(kuò)展的VoIP隱密通信系統(tǒng),為此項(xiàng)工作提供實(shí)驗(yàn)平臺。針對網(wǎng)絡(luò)流媒體數(shù)據(jù)安全通信的復(fù)雜性,本文在信息隱藏和密碼學(xué)技術(shù)的融合方面開展了前瞻性的研究,提出了基于計(jì)算機(jī)處理器硬件的真隨機(jī)數(shù)和單向密碼累積器（One-way cryptographical accumulator）的隱密通信新方法。結(jié)合高級加密標(biāo)準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

VoIP組件

242.3VoIP通信原理及關(guān)鍵技術(shù)2.3.1VoIP通信原理VoIP在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸語音信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)語音通信。如圖2.2所示，VoIP的基本傳輸過程是采集原始發(fā)送方的語音，通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換將原始語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過語音壓縮算法對數(shù)字信號進(jìn)行壓縮編碼，根據(jù)TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)對壓縮后的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，并通過IP網(wǎng)絡(luò)將封裝后的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送給接收方[121]。接收方對接收到的語音數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼和解壓縮，得到原始的模擬語音信號，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上語音信息的實(shí)時(shí)通信。圖2.2VoIP的基本傳輸過程[122]最簡單的VoIP系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)支持VoIP的設(shè)備和IP網(wǎng)絡(luò)組成，它們通過IP網(wǎng)絡(luò)互連。發(fā)送方VoIP設(shè)備將模擬語音信號轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)流并將數(shù)據(jù)流發(fā)送到接收方，接收方再將IP數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成模擬語音信號。VoIP通信設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)必須支持IP傳輸，可以是IP路由器和網(wǎng)絡(luò)鏈路的任意組合。VoIP在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸過程主要分為七個(gè)階段[121]：一、模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）通過語音采集獲得的原始語音是模擬信號，而通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼Z音是數(shù)字信號。因此，原始語音信號必須通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，即數(shù)字化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。圖2.3顯示了脈沖編碼調(diào)制PCM的原理。脈沖編碼調(diào)制（PCM）將具有連續(xù)時(shí)間和值的模擬信號轉(zhuǎn)換為具有離散時(shí)間和值的數(shù)字信號，以便在信道中傳輸。數(shù)字信號是通過對不斷變化的模擬信號進(jìn)行采樣、量化和編碼而產(chǎn)生的，即脈沖編碼調(diào)制過程。由于脈沖編碼調(diào)制特別適合于需要大數(shù)據(jù)傳輸速率和高帶寬的業(yè)務(wù),所以它目前被應(yīng)用于VoIP通信系統(tǒng)中。

25圖2.3PCM編碼原理二、壓縮編碼由于信道帶寬的限制，語音信號經(jīng)過數(shù)字編碼后需要進(jìn)行壓縮[121]。語音壓縮編碼包括波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼三種形式。波形編碼是波形到數(shù)字碼流的直接轉(zhuǎn)換，分為時(shí)域波形編碼和頻域波形編碼。參數(shù)編碼是從語音信號的變換域中提取語音的特征參數(shù)，然后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字流，對語音信號進(jìn)行壓縮編碼�；旌暇幋a是波形編碼和參數(shù)編碼的結(jié)合[156]。它在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的比特率低，接收端解碼后語音質(zhì)量好，編碼算法延時(shí)適中，但這種編碼方法比較復(fù)雜。大多數(shù)編解碼器都有特定的幀長，而語音包則以幀為單位進(jìn)行壓縮。目前常用的語音編碼標(biāo)準(zhǔn)有G.729、IYU-T、G.711等。在VoIP通信系統(tǒng)中，發(fā)送端和接收端的語音編碼器必須使用相同的壓縮編碼算法，以確保接收端能夠成功地恢復(fù)原始語音信號。三、IP封裝在模數(shù)轉(zhuǎn)換和壓縮編碼之后，語音數(shù)據(jù)包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)處理器，在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸之前需要進(jìn)行IP封裝[121]。網(wǎng)絡(luò)處理器將IP報(bào)頭、時(shí)序和其他信息添加到壓縮的語音分組中，然后通過網(wǎng)絡(luò)將封裝的IP分組發(fā)送到接收端。IP網(wǎng)絡(luò)通常采用無連接用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）傳輸方法。它要求將數(shù)據(jù)放在可變長度的數(shù)據(jù)報(bào)或數(shù)據(jù)包中，并附帶尋址和控制信息，以便通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸。這種方法可以減少建立連接和傳輸?shù)臅r(shí)間，減少傳輸過程中的延遲，從而減少對VoIP語音通信質(zhì)量的影響。四、網(wǎng)絡(luò)傳輸在VoIP通信系統(tǒng)中，發(fā)送方將語音數(shù)據(jù)包通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮辗絒121]。網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)間的變化形成抖動(dòng)。在將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)路徑路由中的下一站之前，網(wǎng)絡(luò)鏈路上的節(jié)點(diǎn)檢查每個(gè)語音分組的尋址信息。VoIP使用的網(wǎng)絡(luò)鏈路可以是任何支持IP數(shù)據(jù)流的訪問模式或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。五、IP數(shù)據(jù)解封

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本文編號：3548530