网络流隐蔽通信技术研究
网络安全中的匿名通信技术研究
网络安全中的匿名通信技术研究随着互联网的快速发展，人们面临着越来越多的网络安全威胁。
随着技术的不断进步，网络犯罪的手段也变得越来越高明。
匿名通信技术作为保护隐私和安全的一种有效手段，成为了网络安全中不可或缺的重要组成部分，本文将阐述匿名通信技术的基本概念、工作原理、应用场景和未来发展趋势。
一、匿名通信技术的基本概念匿名通信技术是一种可以提供消息交流，同时保持通讯者身份隐私的技术。
在匿名通信技术中，消息的发送者和接收者都采取一些措施，以避免被他人识别或追踪。
匿名通信技术是基于一系列密文和随机延迟机制，防止人们掌握消息交流的实际源。
目前，主要的匿名通信技术包括洋葱路由（Onion Routing）和混合网络（Mix Network）等。
洋葱路由（Onion Routing）是最早也是最广泛使用的匿名通信技术之一。
在洋葱路由技术中，通过将信息的加密进一步多次封装，形成一个由多个层次组成的“洋葱”，每一层都有一个不同的密钥进行解密。
在这个过程中，每一层都会对下一层进行加密，以保证信息的安全性。
混合网络（Mix Network）是一种另类的匿名通信技术。
通过将消息发送到网络中随机的几个混合器，在所有混合器上实现加密处理，并改变发送和接收时间来为消息提供额外的保护，在混合器中，可以随机删除或排列消息以保证信息的隐私和不可结构性。
通过对多个混合器的重复使用，混合网络可以实现严格的匿名性保护。
二、匿名通信技术的工作原理匿名通信技术的基本原理是保持通讯者身份隐私，以及改变信息传输的方式。
通常来说，匿名通信技术的工作过程分为三个步骤：首先，当发送者发送消息时，他会选定一个随机的节点或组织一个混合网络来传递信息。
这个节点或混合网络将消息路由到目标节点。
其次，在消息路由过程中，中间节点会多次加密、解密消息的内容，以用来保护发送者和接收者的唯一性。
这个加密解密过程是通过字符串表和在每个节点中的公钥来完成的。
最后，当目标节点接收到消息时，他会检查消息并移除所有加密的层次，从而获得原始数据并处理。
基于多媒体信息的网络安全隐蔽通信研究
基于多媒体信息的网络安全隐蔽通信研究网络安全隐蔽通信是一项涉及到多媒体信息的研究领域，旨在通过嵌入数据到多媒体载体中，实现信息的传输和分享，同时保护信息的隐私和安全。
本文将对基于多媒体信息的网络安全隐蔽通信进行深入研究，探讨其原理、技术和应用。
首先，我们来简要介绍多媒体信息隐蔽通信的基本原理。
多媒体信息隐蔽通信是利用多媒体载体(如图像、音频、视频等)的特性，将隐蔽信息嵌入到载体中，以实现信息隐藏和传输的一种技术。
这种技术可以分为两类：隐写术和数字水印。
隐写术是指将数据隐藏到载体中，使得外观上看不出数据的存在。
它通过在载体的像素、音频样本等中嵌入信息，实现了对数据的隐蔽传输。
在隐写术中常用的方法包括：最低有效位隐写、变换域隐写、扩频隐写等。
其中最低有效位隐写是最简单的方法，它通过修改像素或音频样本的最低有效位来嵌入信息。
而变换域隐写则是将多媒体载体转换到另一个域中，如频域或小波域，再嵌入信息。
扩频隐写是将信息以不可察觉的方式隐藏在低频信号中。
数字水印则是将信息嵌入到载体中，但又不影响载体的外观或内容。
它常用于对多媒体内容进行版权保护和认证。
数字水印在多媒体载体上嵌入了唯一标识符，以实现对载体的认证和追踪。
数字水印技术有多种类型，如基于时域的水印、变换域水印和基于声音的水印等。
其中，基于时域的水印是最常用的方法，它将水印嵌入到载体时域信号的幅度或相位上，具有较好的鲁棒性和透明性。
接下来，我们将讨论多媒体信息隐蔽通信的技术手段和应用场景。
多媒体信息隐蔽通信在很多领域都有广泛的应用。
一方面，它可以用于保护敏感信息的传输和存储，如军事通信、商业机密等。
另一方面，它也可以用于实现版权保护和认证，提高多媒体内容的安全性和可信度。
在技术手段方面，多媒体信息隐蔽通信的研究主要包括以下几个方面：1. 嵌入技术：研究将信息嵌入到多媒体载体中的方法和算法，包括隐写术和数字水印。
这方面的关键问题是如何在保证隐蔽性和容量的前提下，尽量减少对载体的影响。
隐蔽通信及安全检测防护技术探究
隐蔽通信及安全检测防护技术探究本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！1 绪论恶意的隐蔽通信(也称隐蔽信道)是网络攻击者进行网络攻击成功关键。
通过攻击者通过对受控主机的控制，通过使用恶意程序或修改正常程序，在看似正常的网络通信中嵌入消息并混合在正常的网络流量中。
这样帮助攻击者绕过传统通过访问控制列表、利用签名、信誉列表及沙箱识别等传统安全防护产品的检测，从而进行控制指令执行、恶意代码传播、敏感数据窃取等攻击行为。
隐蔽信道最早在1973 年由美国Lampson 提出。
美国国防部对隐蔽信道研究高度重视，在1993 年发布了可信系统的隐蔽信道分析的指南。
随着互联网通信协议的广泛使用和互联网应用的蓬勃发展，隐蔽通信也得到了越来越广泛的研究和利用。
针对隐蔽通信的检测和预防，信息安全界也展开了大量的研究和实践工作。
本文将针对隐蔽通信的攻击和防护进行分析研究并根据现有方式的不足提出相应的安全应对措施。
2 隐蔽信道攻击研究互联网协议版本(IPV4)报头隧道是隐蔽信道在网络层的第一个实例。
因为IP 是广泛使用的协议，因此利于目标协议的数据隐藏。
IP 数据包包含一个协议报头，它有23 个字段组成并用于各种目的，如携带的路由信息、服务质量系统信息，分段信息的。
但是这些信息可用来传输非网络管理是信息。
尽管这些报头中的这些信息是公开且可被检测，但是里面的数据并不被认为是异常的。
16bit 的IP 标示(ID)字段也是最常见的可用于隐蔽数据传输的选择。
一个隐蔽信道可以将编码数据分隔成16bit 字节并封装于IP 的标示字段中进行隐蔽传输。
此外，IP 协议还有许多通过操作利用IP 报头进行隐蔽信道传输的漏洞，例如24bit 的可选字段、8bit 的字段填充位、3bit的不分段标示(DF flag)以及生存时间字段(TTL)。
浅析网络数据通信中的隐蔽通道技术
浅析网络数据通信中的隐蔽通道技术隐蔽通道技术（Covert Channel）是指在正常通信渠道以外，通过特殊的数据传输方式进行信息交换的一种技术。
在网络数据通信中，隐蔽通道技术被广泛应用于信息隐藏、反识别和数据篡改等目的。
隐蔽通道技术基于网络数据通信的协议和协议数据单元（Protocol Data Units，PDU）进行数据传递。
通常情况下，网络通信协议规定了通信双方可以发送哪些数据以及如何解释这些数据。
然而，隐蔽通道技术通过改变数据的传输方式，将非规定数据封装在正常通信数据中，从而实现了信息隐藏的效果。
隐蔽通道技术可以按照多种维度进行分类，如隐蔽通道的媒介（如网络协议、硬件接口、文件系统等）、数据隐蔽的方法（如位隐蔽、时间隐蔽等）等。
其中较为常见的分类方式包括：1.基于协议的隐蔽通道技术，这种技术基于网络通信协议进行数据传输。
例如，在TCP协议中将数据封装在TCP序列号字段中，从而实现TCP序列号精度隐蔽通道；在IP协议中将数据封装在不使用的IP标头字段中，从而实现IP标头隐蔽通道等。
2.基于软件的隐蔽通道技术，这种技术通过改变软件的操作方式实现数据传输。
例如，在操作系统中通过嵌入式代码修改系统进程表中的进程指针，从而实现协议嵌入等隐蔽通道。
3.基于硬件的隐蔽通道技术，这种技术通过改变硬件设备的操作方式实现数据传输。
例如，通过在硬盘空间分配表中分配空间并通过磁盘操作访问这些空间，从而实现基于磁盘的隐蔽通道。
尽管隐蔽通道技术优秀的隐蔽性和难以被发现的特点被广泛应用于反识别和信息隐藏等场景中，但是由于隐蔽通道技术的存在可能会导致安全漏洞，因此，有必要对网络通信中隐蔽通道技术进行监控和检测。
常用的监控和检测方法包括：基于流量统计的监控方法、基于正常通信行为构建的神经网络检测方法等。
总的来说，隐蔽通道技术是网络数据通信中一种不可或缺的技术，它为信息隐藏和反识别提供了可行的方案。
但是，为了避免其被滥用，有必要对其进行有效的监控和检测。
网络隐蔽信道关键技术研究综述
软件学报ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEWE-mail: jos@ Journal of Software ,2019,30(8):2470−2490 [doi: 10.13328/ki.jos.005859] ©中国科学院软件研究所版权所有. Tel: +86-10-62562563网络隐蔽信道关键技术研究综述∗李彦峰1,2, 丁丽萍1,3, 吴敬征4,5, 崔 强6, 刘雪花1,2, 关 贝4,7, 王永吉4,71(中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室,北京 100190) 2(中国科学院大学,北京 100049) 3(广州中国科学院 软件应用技术研究所 电子数据取证实验室,广东 广州 511458) 4(计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所),北京 100190) 5(中国科学院 软件研究所 智能软件研究中心,北京 100190) 6(中国科学院 软件研究所 互联网软件技术实验室,北京 100190) 7(中国科学院 软件研究所 协同创新中心,北京 100190)通讯作者: 丁丽萍, E-mail: dingliping@摘 要: 网络隐蔽信道是在网络环境下违反通信限制规则进行隐蔽信息传输的信息通道,为网络信息安全带来了新的挑战,也为数据传输的安全性和隐私性带来了新的研究方向.首先介绍了网络隐蔽信道的定义、分类、能力维度等基本概念;进而从码元设计、信息编码和信道优化这3个方面归纳分析了存储型和时间型两类网络隐蔽信道的构建技术,从隐蔽性、鲁棒性和传输效率这3个方面总结了网络隐蔽信道评估方法,从消除、限制、检测这3个方面梳理了网络隐蔽信道的对抗技术;最后,对未来的研究方向进行了展望.关键词: 网络隐蔽信道;信息隐藏;网络隐蔽信道构建;网络隐蔽信道对抗中图法分类号: TP393 中文引用格式: 李彦峰,丁丽萍,吴敬征,崔强,刘雪花,关贝,王永吉.网络隐蔽信道关键技术研究综述.软件学报,2019,30(8): 2470−2490. /1000-9825/5859.htm英文引用格式: Li YF, Ding LP, Wu JZ, Cui Q, Liu XH, Guan B, Wang YJ. Survey on key issues in networks covert channel. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2019,30(8):2470−2490 (in Chinese). /1000-9825/5859.htm Survey on Key Issues in Networks Covert ChannelLI Yan-Feng 1,2, DING Li-Ping 1,3, WU Jing-Zheng 4,5, CUI Qiang 6, LIU Xue-Hua 1,2, GUAN Bei 4,7, WANG Yong-Ji 4,71(Laboratory of Parallel Software and Computational Science, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)2(University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)3(Digital Forensics Laboratory, Institute of Software Application Technology, Guangzhou & Chinese Academy of Sciences (GZIS), Guangzhou 511458, China)4(State Key Laboratory of Computer Science (Institute of Software), Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)∗ 基金项目: 国家重点研发计划(2016QY01W0200); 国家自然科学基金(61772507); 广东省省级科技计划(2017B050506002); 羊城创新创业领军人才支持计划(2016008); 广州市科技计划(201802020015)Foundation item: National Key Research and Development Program of China (2016QY01W0200); National Natural Science Foundation of China (61772507); Science and Technology Planning Project of Guangdong Province (2017B050506002); Scheme of Guangzhou for Leading Talents in Innovation and Entrepreneurship (2016008); Science and Technology Planning Project of Guangzhou Municipality (201802020015)收稿时间: 2018-12-14; 修改时间: 2019-03-21; 采用时间: 2019-04-25; jos 在线出版时间: 2019-05-22CNKI 网络优先出版: 2019-05-22 15:26:20, /kcms/detail/11.2560.TP.20190522.1525.013.html李彦峰等:网络隐蔽信道关键技术研究综述24715(Intelligent Software Research Center, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)6(Laboratory for Internet Software Technologies, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)7(Collaborative Innovation Center, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)Abstract: Network covert channel is the information channel that carries on covert information transmission in violation of the communication restriction rules under the network environment. It brings new challenges to the network information security and provides new research point for ensuring the security and privacy of data transmission. Firstly, the basic concepts of network covert channel are introduced, such as definition, classification, capability dimension. Then, network covert storage channel and network covert timing channel construction technologies are sorted out from three aspects of symbol design, information coding and channel optimization. Then the evaluation methods of network covert channel are summarized from three aspects of covertness, robustness, and transmission efficiency. Furthermore, the countermeasure technology of network covert channel is sorted from three aspects of elimination, restriction, and detection. Finally, some future research directions are prospected.Key words: network covert channel; information hiding; network covert channel construction; network covert channel countermeasure随着网络技术的发展,网络信息传输安全越来越受到重视.一方面,需要检测和阻断通过网络传输的恶意信息(例如网络攻击、病毒、木马程序等);另一方面,需要保障通过网络传输的正常通信信息(例如商业信息、个人隐私信息等)的安全性和隐私性.网络隐蔽信道因其隐蔽通信的特性,越来越多地应用在网络信息传输安全的这两个方面.网络隐蔽信道是网络环境下违反通信限制规则进行隐蔽信息传输的通信信道,使用网络信息载体(例如网络协议、网络数据包等)的载体特征(例如协议字段、时间特征等)的特征模式(例如值调制模式、时间间隔模式等)进行隐蔽信息传输,防止信息被发现.在恶意信息传输方面,由于网络通信的审查随着网络安全技术的发展越来越严格,传统基于正常通信协议的传输方式的网络恶意行为往往易于发现和控制,因此,攻击者会利用网络隐蔽信道绕过网络审查机制隐蔽传输信息的特点实施网络恶意行为,例如蠕虫病毒传播[1,2]、秘密构建“僵尸网络”[3,4]、发起分布式拒绝服务攻击(distributed denial of service,简称DDoS)[5−7]、隐蔽地泄露数据或敏感信息[8,9]、被木马程序利用进行隐蔽通信[10,11]、破坏匿名网络的匿名性[12−15]、被攻击者用来发送认证信息[12,16−18]等.在保障网络通信的安全性和隐私性[19,20]方面,由于计算能力的提升和新的计算架构的发展(例如并行计算、分布式计算等),以及针对加密算法和应用的攻击[21−23],传统的保护数据传输安全性和隐私性的加密技术面临越来越大的挑战.加密技术的目的是通过使信息变得不可读从而防止第三方读取数据,网络隐蔽信道技术的目的是防止信息本身被发现[24],作为新的通信方式和通信策略,可以对传统加密通信进行有力的补充,例如进行军用通讯[24]、记者用网络隐蔽信道绕过舆论审查发布自由言论[12]、安全身份认证[25]等.由于网络隐蔽信道在网络信息传输安全性的两方面应用,对网络隐蔽信道研究非常必要.目前,对网络隐蔽信道的研究和综述大多成文较早,且关注于一项具体的技术方面[12,26−34],缺乏从全局把握整个网络隐蔽信道领域的研究,对于网络隐蔽信道构建方法多关注技术细节而缺少体系架构,从而无法对网络隐蔽信道技术向系统化、规模化发展提供支持.本文尝试从构建、评估、对抗这3个方面对网络隐蔽信道相关研究进行全面的归纳和分析.第1节介绍了网络隐蔽信道的定义、分类、能力维度等基本概念.第2节从码元设计、信息编码和信道优化这3个方面归纳分析了存储型和时间型两类网络隐蔽信道构建技术.第3节从隐蔽性、鲁棒性和传输效率这3个方面总结了网络隐蔽信道评估方法.第4节从消除、限制、检测这3个方面梳理了网络隐蔽信道的对抗技术.最后总结全文,并对未来研究方向进行了展望.1 网络隐蔽信道基本概念1.1 网络隐蔽信道定义网络隐蔽信道是隐蔽信道的一个分支,属于信息隐藏技术(information hiding)[35],以使数据难以被察觉和发现为主要目的[2].隐蔽信道的概念最初是由Lampson等人于1973年提出的,定义为本意不是被设计用来传输信2472 Journal of Software 软件学报 V ol.30, No.8, August 2019 息的、破坏通信安全策略的通信信道[26−28].国际标准化组织(ISO)发布的《信息技术安全评估通用准则》(ISO/IEC 15408,简称CC 标准)[36]对隐蔽信道的定义是,允许进程以违背安全策略的方式传输信息的通信通道[28,37].Iglesias 等人[38]将隐蔽信道定义为寄生在正常通信通道中,绕过安全防护隐蔽传输信息的通信通道.使用非信息传输通道、违反安全策略、寄生于正常通信是隐蔽信道的主要特点.网络隐蔽信道作为隐蔽信道的一个分支,同样具有这些特点.随着计算机网络的发展,隐蔽信道的研究也扩展到了网络环境中.网络隐蔽信道定义为:在网络环境下,违反通信限制规则进行隐蔽信息传输的通信信道[24,27],使用网络信息载体(例如网络协议、网络数据包等)的载体特征(例如协议字段、时间特征等)的特征模式(例如值调制模式、时间间隔模式等)进行隐蔽信息传输[24].网络隐写术是与网络隐蔽信道相近的技术,网络隐写术指通过人能够理解的数据载体进行信息传输(例如文字、音频、视频等)[24],而网络隐蔽信道通过机器“理解”的协议载体进行信息传输(例如网络协议头字段),二者使用的网络资源载体不同,因此使用网络信息数据部分进行隐藏信息传输的方法不在网络隐蔽信道研究范围内.囚徒模型是隐蔽信道的经典对抗模型[39]:两个囚徒Alice 和Bob 被关进监狱并且计划逃跑,为了协商逃跑的计划,他们需要进行通信.但是看守Wendy 监视着他们之间所有的通信信息,一旦发现任何可疑信息,就会断绝他们与外界的通信.因此,Alice 和Bob 必须使隐藏信息包含在表面上看起来无害和正常的信息之中,使Wendy 无法发现.不同计算环境下的隐蔽信道都遵循囚徒模型[40−43].Handel 等人[34]将隐蔽信道的囚徒模型进行了扩展,将这个场景引入到了计算机网络通信中:Alice 和Bob 使用两台联网的计算机进行通信,在看起来正常的公开信道(overt channel)中包含了隐蔽信道(covert channel),Alice 和Bob 共享一个秘密信息,用来编码、解码、解密或认证这些隐藏信息.Wendy 对网络进行管理并监视通过的流量,对隐蔽通信进行消除或限制.囚徒模型如图1所示.Fig.1 Prisoner problem图1 囚徒问题1.2 网络隐蔽信道分类不同的研究者从不同的角度对网络隐蔽信道进行了分类,从不同的角度归纳了隐蔽信道的特征和差异,包括存储型/时间型网络隐蔽信道分类、基于OSI 通信模型的分类、基于构建技术模式的分类和基于信道特征的分类.Llamas 等人[33]依据传统隐蔽信道的分类方法将网络隐蔽信道分为存储型网络隐蔽信道和时间型网络隐蔽信道两大类:存储型网络隐蔽信道使用协议数据单元内部的信息传输隐蔽数据(例如网络协议头),而时间型网络隐蔽信道使用协议数据单元的时间特性(例如数据包间隔)传输隐蔽数据.存储型/时间型是网络隐蔽信道最基本的分类方法,区分了两类构建机制截然不同的隐蔽信道,大部分研究都接收了这个分类,并在这个分类的基础上开展研究[44−47].Handel 等人[34]基于开放系统互连参考模型(open system interconnect,简称OSI)对网络隐蔽信道进行了分类,对应OSI 通信模型的7层,将网络隐蔽信道分为7类,并对每一层可用来传递隐蔽数据的资源和方法做了分析.基于OSI 通信模型的分类对网络隐蔽信道的载体进行划分,可以更加直观地了解网络隐蔽信道使用的网络资源.Wendzel 等人[45]使用模式语言标记语言(pattern language markup language,简称PLML)方法将1987年~ 2013年的109个隐蔽信道构建技术分为11个不同的模式,并且大部分(69.7%)隐蔽信道构建技术都可以归在4李彦峰等:网络隐蔽信道关键技术研究综述2473个类别中.基于模式的分类在存储型/时间型网络隐蔽信道分类方法基础上进行了细化,通过构建技术将网络隐蔽信道进一步划分,打破了使用网络载体类型的限制,从形式上对网络隐蔽信道隐藏信息的技术方法进行了归纳和总结,使网络隐蔽信道的构建可以更方便地从一种网络载体迁移到另一种网络载体中.除了以上主要分类外,还有一些基于网络隐蔽信道不同特征的分类方法.Iglesias等人[38]以检测视角对利用传输控制协议/互联协议(transmission control protocol/internet protocol,简称TCP/IP)的网络隐蔽信道的编码特征分为了5类,包括使用一个或多个协议头字段的值与隐蔽信息符号进行对应[48−50]的值与符号对应方式、使用协议字段值的范围作为隐蔽信息符号[51,52]的值的范围作为符号方式、使用一个数据包发送隐蔽信息并用特殊的标识字段对隐蔽信道的数据包进行标识[53,54]的容器字段方式、利用网络通信的时间属性隐藏信息[55,56]的时间信道方式、把隐蔽信息隐藏在一系列数据包中的变化中[51,57]的派生方式.Cai等人[30]提出了基于熵特征的网络隐蔽信道分类,由于隐蔽信道受限于所使用的公开资源,而公开资源可使用熵进行描述,因此可以使用熵对隐蔽信道进行分类,并可以根据隐蔽信道,利用公开资源的方法进行进一步细分.Brodley等人[58]基于噪声特征将网络隐蔽信道分为有噪声信道和无噪声信道,其中,有躁声信道和无躁声信道是通过信道是否包含正常噪声和通信噪声进行区分的,有噪声信道会包含网络共享资源自身产生的噪声,从而影响信息传递的准确性和信道容量.这些机遇不同特征的分类方法是对以上3个主要分类方法的补充,从不同侧面描述了网络隐蔽信道的特点.1.3 网络隐蔽信道能力维度网络隐蔽信道的能力维度是网络隐蔽信道所应具备的能力方面.Archibald等人[59]认为,时间隐蔽信道应具有4个方面的特征:抗检测性(non-detectability)、抗暴露性(non-disclosure)、抗干扰性(non-disruptability)、吞吐量(throughput).其中:抗检测性指隐蔽信道无法被监测者发现;抗暴露性指即使信道被检测到隐蔽信息也无法被解码;抗干扰性指信道抵抗网络环境变化的能力,例如网络延迟、抖动、丢包等,在类似情境下能够正确传递隐蔽信息的能力;吞吐量指单位时间内传输的最大数据量.其他研究者大都以类似的能力维度为目标设计和构建网络隐蔽信道[60−62].归纳和总结相关研究,隐蔽性、鲁棒性和传输效率是网络隐蔽信道最常用的3个能力维度:隐蔽性指网络隐蔽信道不被发现的能力,鲁棒性指网络隐蔽信道抗干扰和准确传输数据的能力,传输效率用来指网络隐蔽信道单位时间内传输数据量的能力.网络隐蔽信道的能力维度为网络隐蔽信道的构建、评估和对抗提供了目标和方向.2 网络隐蔽信道构建2.1 网络隐蔽信道构建的技术环节网络隐蔽信道的本质是信息传输,从技术环节上可分为码元设计、信息编码和信道优化3个方面.•码元是承载信息量的基本信号单位,网络隐蔽信道码元设计指选取具有隐蔽特性的网络信息载体、载体特征及特征模式作为隐蔽信息的码元携带隐蔽信息的方法,是网络隐蔽信道构建最核心的部分.其中,网络隐蔽信道的信息载体包括网络协议、网络数据包等,载体特征包括协议字段、时间属性等,特征模式包括值调制模式、时间间隔模式等.简而言之,网络隐蔽信道的码元是网络信息载体、载体特征、特征模式的组合.•信息编码指信息从一种形式或格式转换为另一种形式或格式的过程,网络隐蔽信道信息编码指使用网络隐蔽信道码元进行编码,从而生成隐蔽信息的过程,往往用来提升网络隐蔽信道的鲁棒性和传输效率.•信道优化指在码元设计和信息编码生成隐蔽信息的基础上,通过其他技术手段提升隐蔽信道的能力(隐蔽性、鲁棒性或传输效率),例如为网络隐蔽信道提供额外功能.2.2 存储型/时间型网络隐蔽信道特性点对比网络隐蔽信道从构建机制上可分为存储型和时间型网络隐蔽信道两类,这两种隐蔽信道有着各自的优缺点.Wendzel等人[45]和Swinnen等人[63]认为:存储型网络信道容量较大,可以利用载体信道的可靠性传输(如2474 Journal of Software软件学报 V ol.30, No.8, August 2019TCP/IP协议)受网络条件的影响较小,但是易于被基于内容的检测方法进行针对性检测[53];而时间型网络隐蔽信道较难以检测,但是信道容量小而且发送者和接受者往往需要同步,并且很容易受网络条件的变化(如延迟、丢包、噪音)的影响.综上所述,存储型隐蔽信道的特点是隐蔽性较低、鲁棒性较高、传输效率较高,时间型隐蔽信道的特点是隐蔽性较高、鲁棒性较低、传输效率较低.因此在构建网络隐蔽信道时,应根据网络隐蔽信道类型特点进行有针对性的设计.•码元设计方面,存储型网络隐蔽信道使用的网络载体一般为网络协议,利用的载体属性为协议字段,类型多样的网络协议为存储型网络隐蔽信道设计提供了充分的信息载体空间和设计素材,因此,网络隐蔽信道的传输效率较高,种类也较多;但由于网络协议的类型和和属性有限,易于被针对,因此,存储型网络隐蔽信道需要其他手段对隐蔽性方面进行补充.而时间隐蔽信道使用的信道载体一般为网络数据包,利用的载体属性为时间特性,可选择的方法较少;另一方面,由于网络数据包的时间特性不易检测,为时间型网络隐蔽信道提供了相对充分的隐蔽性.•信息编码方面,存储型网络隐蔽信道和时间型网络隐蔽信道都会利用编码方式提高传输效率,而时间型网络隐蔽信道在鲁棒性方面更倚重信息编码.Wendzel等人[45]认为:由于存储型隐蔽信道可以利用公开信道的可靠性传输机制(例如TCP协议),因此信息编码主要用来提升网络隐蔽信道的传输效率.时间型隐蔽信道的传输依赖于数据帧、数据包或信息的时间属性,很容易受噪声影响,而且传输效率不高,因此在编码方面会着重提升信道的鲁棒性和传输效率.•信道优化方面,大量的网络协议和属性可以给存储型网络隐蔽信道优化带来充分的空间提供新的功能,从而弥补存储型网络隐蔽信道易被针对的特点.时间型网络隐蔽信道并没有充分的载体提供额外的优化功能,但是可以通过改进时间特性的使用进一步提升隐蔽性.存储型/时间型网络隐蔽信道构建技术环节与网络隐蔽信道能力维度的匹配见表1.Table 1Network storage/timing covert channel construction technical process and capability dimension表1存储型/时间型网络隐蔽信道构建技术环节与能力维度技术环节存储型网络隐蔽信道时间型网络隐蔽信道码元设计隐蔽性,鲁棒性,通信效率隐蔽性信息编码通信效率鲁棒性,通信效率信道优化隐蔽性,鲁棒性,通信效率隐蔽性,通信效率2.3 存储型网络隐蔽信道构建2.3.1 码元设计丰富的网络协议和网络协议的特性,为存储型网络隐蔽信道的构建提供了大量的素材.Wendzel等人[63]按照网络隐蔽信道构建技术将存储型隐蔽信道构建技术分为7个模式.(1)调制大小模式:使用协议头元素或PDU的大小进行隐蔽信息编码,例如调制LAN帧的数据块大小编码[42]、调制IEEE 802.3帧的填充字段大小填充编码[64]、调制IP分片的大小编码[32,65]、使用网络数据包的信息长度编码[66]、使用IPsec信息的长度编码[67]、使用VPN的MTU的大小编码[67]等.(2)序列模式:通过改变协议头元素或PDU元素的序列传递隐蔽信息,例如改变HTTP协议头字段序列[68]、改变DHCP选项序列[69]、改变FTP协议命令序列[70]等.序列模式包含两个子类:第1个子类被称为位置模式,通过改变协议头或PDU元素的位置对隐藏信息进行编码,例如改变DHCP选项列表中某一选项的位置[69]等;第2个子类被称为元素数量模式,例如改变DHCP数据包中选项的数量[69]、改变IP数据包分片的数量[65]等.(3)增加冗余模式:在协议头或PDU内增加新的空间用于隐藏数据,如构建在选项中嵌入隐藏数据IPv4数据包[71]、增加新的IPv6目的地址选项嵌入隐藏数据[72]、通过增加额外的字段扩展HTTP协议头[68]、修改IPv4协议头的record route option的指针和长度的值构造新的空间隐藏数据[71]、增加随机位加密SSH信息[73]、SMTP数据包头增加额外的字段、在DHCP的chaddr字段的未使用位中隐李彦峰等:网络隐蔽信道关键技术研究综述2475藏数据[69]、在IP数据包中封小于以太帧的空间[74]、XMPP的leading/trailing选项的空白空间[75]等.(4)PDU错误/丢失模式:构建包含隐藏数据的错误的PDU,或主动利用数据包的丢失进行信息隐藏,例如在broadcast erasure channels中构建错误信息[76]、在IEEE 802.11中构建错误帧[77]、利用VPN丢包传递隐藏信息[65]等.(5)随机值模式:通过在数据包头元素中嵌入的随机值传递隐藏数据,例如利用IPv4协议的Identifier字段[78]、TCP连接的ISN序列号[78]、DHCP的xid字段[69]、SSH协议的MAC字段[73]等.(6)值调制模式:从n个值中挑选一个能够用来编码隐藏信息的头元素值,例如在本地网络中的n个地址中挑选一个发送数据帧[42]、利用n个可能的IP头的TTL值进行编码[62]、通过n个IPv6数据包头的Hop Limit值进行编码[51]、通过从n个应用层协议中选择一个协议发送数据包编码[79]、通过向n 个应用层协议端口选择一个端口发送数据包编码在BACnet协议中从n个信息类型中选择一个信息类型编码[80]、通过目标IP的ARP信息编码[81]、修改XMPP协议的“type”或“xml:lang”属性[75]等.值调制模式又包含两个子类:一个子类被称为CASE(common application service element)模式,利用头元素中的CASE隐藏信息,例如修改HTTP头文件中的CASE[68]、修改XMPP协议中“type”或“id”属性的CASE[75];另一个子类被称为LSB(least significant bit,最低有效位)模式,使用头文件中的LSB编码隐藏数据,例如通过IPv4时间戳选项的奇偶时间编码[34]、修改TCP数据包时间戳选项的低阶位[82]、使用DHCP协议头secs字段的LSB[69]、使用IPv6数据包Limit字段的LSB[51]、使用XMPP协议“id”属性的LSB[68]等.(7)保留/未使元素模式:使用协议头或数据包的保留或未使用元素(例如保留字段、保留位等)进行隐藏数据的编码,例如利用IEEE 802.5或数据链路层数据帧的保留字段[34]、使用IPv4协议的未使用字段[34]、使用IPv6协议头的保留字或未用字段[51]、使用TCP协议头的未使用位[34]、使用ICMP协议的echo payload[83]、使用IEEE802.3的填充字段[84]、使用BACnet协议头的未用字段[80]、DHCP协议的sname 和file字段的终止标识位[69]、IPSec协议的DS字段[65]、IPSec协议的ECN字段[65]等.存储型网络隐蔽信道选择的信息载体、载体特征和特征模式会对鲁棒性和通信效率产生影响.不同的载体协议的特性不同:有的通信协议可以提供可靠传输(例如TCP协议),因此具有较高的鲁棒性;如果选择非可靠协议(例如UDP协议),则无法保证鲁棒性.另外,不同协议的载体特征和模式包含的信息量不同(例如保留/未使用元素模式选取不同字段的值范围不同),这些因素会对通信效率产生影响.2.3.2 信息编码如文献[45,85]所述,存储型网络隐蔽信道依赖于信道载体的特性,有较大的传输空间,并且信道载体往往可以给网络隐蔽信道提供大量的辅助功能(例如可靠性传输),因此,存储型网络隐蔽信道对信息编码的依赖较小,专门研究存储型网络隐蔽信道编码的文献较少.Iglesias等人[38]以检测的视角对利用TCP/IP协议的网络隐蔽信道的编码特征分为了5类,其中包括值与符号对应方法,使用1个或多个协议头字段的值与隐蔽信息符号进行对应编码[48−50].2.3.3 信道优化丰富的网络协议和特性使得存储型网络隐蔽信道可以通过更丰富的手段进行优化,进而提供新的功能或特性提升自身的隐蔽性、鲁棒性和通信效率,包括微协议技术、动态路由技术、多协议传输技术.(1) 微协议技术微协议是用来规范网络隐蔽信道通信过程的一组压缩编码[86−88],微协议的协议头往往嵌入在网络隐蔽信道的隐藏信息中[45].Wendzel等人[89]对存储型网络隐蔽信道的结构进行了划分,把隐蔽信道利用的公开协议(例如TCP协议、ICMP协议等)称为底层协议(underlying protocol),把隐蔽数据嵌入的部分称作上层协议(cover protocol),在上层协议中放置微协议(micro-protocol)和隐蔽数据(payload).微协议能够对网络隐蔽信道进行增强,可以提供的功能包括可靠性、动态路由、代理功能、同步连接、段管理、自动适应网络配置等[24],从而提高网络隐蔽信道在真实网络环境下的适应性和灵活性.。
网络时代个人隐私保护的隐蔽通信方法
网络时代个人隐私保护的隐蔽通信方法随着互联网的快速发展，个人隐私保护变得越来越重要。
在网络时代，个人信息泄露的风险也日益增加，因此采用隐蔽通信方法来保护个人隐私变得至关重要。
本文将介绍几种常见的隐蔽通信方法。
一、端对端加密通信端对端加密通信是一种能够确保通信内容只有发送方和接收方知晓的通信方法。
在端对端加密通信中，通信双方使用公钥和私钥进行通信内容的加密和解密。
这种通信方法能够保护通信内容不被第三方截获和篡改，确保个人隐私得到有效保护。
二、使用VPN保护网络通信VPN（虚拟私有网络）是一种通过加密和隧道技术，将用户的网络通信传输到远程服务器进行处理并返回结果的网络通信方式。
通过使用VPN，用户可以在不安全的网络环境下实现安全通信，有效保护个人隐私。
三、使用匿名浏览器访问网站在网络时代，个人在访问网站时往往会被记录下来，这样可能会导致个人隐私泄露的可能。
为了保护个人隐私，可以使用匿名浏览器来访问网站。
匿名浏览器能够隐藏用户的真实IP地址和其他个人信息，从而保护个人隐私。
四、使用密码管理工具来管理个人账号密码在网络时代，人们拥有大量的个人账号和密码，这些账号和密码的保护变得尤为重要。
使用密码管理工具可以帮助人们安全地存储和管理自己的账号密码。
密码管理工具通常采用加密技术来确保个人账号密码的安全，并且可以生成强密码，提高账号密码的安全性。
五、小心使用社交媒体社交媒体已经成为人们日常生活中重要的一部分，但同时也可能会泄露个人隐私。
在使用社交媒体时，要注意不要发布过多的个人信息，尽量保持隐私。
此外，人们需要仔细设置社交媒体的隐私设置，限制非朋友圈的人查看个人信息。
六、定期清理浏览器缓存和Cookie浏览器缓存和Cookie可能会保存用户的个人隐私信息，因此定期清理浏览器缓存和Cookie是保护个人隐私的重要步骤。
通过清理浏览器缓存和Cookie，可以有效减少个人隐私泄露的风险。
综上所述，网络时代个人隐私保护的隐蔽通信方法有多种，如端对端加密通信、使用VPN保护网络通信、使用匿名浏览器访问网站、使用密码管理工具来管理个人账号密码、小心使用社交媒体等。
网络隐蔽通信技术：对抗高级持续威胁
汇报人：XX
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
网络隐蔽通信技术：通过加密、伪 装等手段，使通信内容难以被检测 和识别的技术。
应用场景：军事、政府、企业等需 要高度保密的领域。
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隐蔽通信：使用加密技术进行数据传输，防止数据被窃取或篡改 匿名通信：使用匿名技术进行通信，防止身份被泄露 隐蔽控制：使用隐蔽控制技术进行远程控制，防止被攻击者发现 隐蔽存储：使用隐蔽存储技术进行数据存储，防止数据被窃取或篡改 隐蔽网络：使用隐蔽网络技术进行网络通信，防止网络被攻击者发现 隐蔽分析：使用隐蔽分析技术进行数据分析，防止数据被窃取或篡改
PART THREE
定义：高级持续威胁（Advanced Persistent Threat，APT）是一种复杂的网络攻击，通常 由国家或组织发起，旨在长期、持续地窃取敏感信息或破坏目标系统。
特点：APT攻击具有高度针对性、持续性、隐蔽性和破坏性等特点。攻击者通常会利用各种手 段，如钓鱼邮件、恶意软件、零日漏洞等，来渗透目标系统，并长期潜伏，以获取敏感信息或 破坏目标系统。
PART SIX
网络隐蔽通信技术 是应对高级持续威 胁的重要手段
隐蔽通信技术包 括加密、混淆、 隐藏等技术
隐蔽通信技术可以 提高网络安全性， 降低被攻击的风险
隐蔽通信技术需要 不断更新和改进， 以应对不断变化的 威胁环境
加强网络安全意识，提高员工网络安全素养 加强网络安全技术研发，提高网络安全防护能力 加强网络安全法律法规建设，提高网络安全监管水平 加强网络安全国际合作，共同应对网络安全威胁
隐蔽通信技术在网络安全中的应用与分析
隐蔽通信技术在网络安全中的应用与分析随着互联网的发展，网络安全问题日益突出。
黑客攻击、数据泄露、恶意软件传播等威胁日新月异。
为了保护网络的安全性，隐蔽通信技术应运而生。
隐蔽通信技术是指利用某种特定的手段或技术，将通信内容隐藏在其他看似无关的信息媒介中，从而达到保密通信的目的。
在网络安全中，隐蔽通信技术的应用广泛而深入，涉及到各个方面。
首先，隐蔽通信技术可以用于保护通信内容的安全性。
在传统的通信方式中，数据包往往是明文传输的，容易被黑客窃取或者篡改。
而隐蔽通信技术可以将通信内容隐藏在其他看似无意义的数据中，使黑客无法轻易识别和窃取。
这样一来，即使黑客获取了通信数据，也无法解读其中的具体信息，有效保护通信的机密性。
其次，隐蔽通信技术在网络安全中的应用还可以防止恶意软件的传播。
恶意软件往往通过网络传播，给用户的数据和设备带来巨大风险。
而隐蔽通信技术可以将恶意软件藏匿在其他无关的数据中，使其难以被杀毒软件等安全防护机制检测到。
这样一来，即使用户下载了看似无害的文件，也不会受到恶意软件感染的危险。
此外，隐蔽通信技术还可以用于绕过网络封锁。
在一些国家或地区，政府往往会对某些特定的网站、应用或信息进行封锁，限制公民获取和传播信息的自由。
而通过隐蔽通信技术，用户可以将需要传递的信息隐藏在其他看似无害的数据中，以免被封锁或者监控。
这样一来，用户可以自由地获取和传播信息，维护言论自由和信息流通的权益。
隐蔽通信技术尽管在网络安全中具有重要的作用，但也存在一些挑战和问题。
首先，隐蔽通信技术的运用需要技术的支持和专业的知识。
不是所有的用户或企业都具备相应的技术能力和知识储备，这限制了隐蔽通信技术的推广和应用范围。
其次，隐蔽通信技术也可能被黑客等恶意人员用于非法活动。
由于其特殊的性质，隐蔽通信技术在某些非法行为中可以起到隐蔽和逃避法律的作用。
这对于网络安全形成了一定的威胁。
因此，如何在应用隐蔽通信技术的同时，严格监管和防范潜在的非法行为，成为了一个亟待解决的问题。
网络隐蔽通信技术的应用案例
保护网络安全：防止网络攻击和恶 意软件
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保护用户隐私：防止个人信息被非 法获取和利用
保护企业利益：防止商业机密泄露 和损失
安全性和隐私保护的措施
加密技术：使用 加密算法对数据 进行加密，确保 数据在传输过程 中的安全性
匿名技术：使用 匿名技术隐藏用 户的身份信息， 保护用户的隐私
稳定性等
法律挑战：合 法性、隐私保 护、数据安全
等
应用挑战：如 何将技术应用 于实际场景， 提高用户体验
机遇：网络安 全市场的增长、 新技术的研发 和应用、政策
支持等
THANK YOU
汇报人：XX
应用领域和发展趋势
应用领域：军事、政府、企业等 发展趋势：加密技术、匿名技术、隐私保护技术等 应用案例：暗网、比特币、Tor网络等 未来发展：量子通信、区块链技术等
网络隐蔽 用加密算法对通信 数据进行加密，确 保数据传输的安全 性
应用案例：电子邮 件加密、即时通讯 加密、文件传输加 密等
网络隐蔽通信技术的未来展望
技术发展趋势和展望
技术融合：网络隐蔽通信技术与其 他技术的融合，如人工智能、大数 据等
应用领域扩展：网络隐蔽通信技术 在更多领域的应用，如军事、金融、 医疗等
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安全性提升：提高网络隐蔽通信技 术的安全性，如加密技术、身份验 证等
技术标准化：网络隐蔽通信技术的 标准化，如制定相关标准和规范， 提高技术的互操作性
访问控制：设置 访问控制策略， 限制用户访问敏 感信息的权限
安全协议：使用 安全协议，如 HTTPS、SSL等， 确保数据传输的 安全性
无线隐蔽通信研究综述
ＤＯＩ：１０．１３８７８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｕｉｓｔ．２０２０．０１．００６戴跃伟１㊀刘光杰１㊀曹鹏程２㊀刘伟伟２㊀翟江涛１无线隐蔽通信研究综述作者简介：戴跃伟（１９６２—），男，南京信息工程大学教授㊁博士生导师，南京理工大学兼职教授㊁博士生导师，兼任中国指挥控制学会海上指挥控制专委会副主任委员㊁中国电子学会通信学分会理事㊁中国高教学会理事．主要研究方向为网络与多媒体信息安全㊁复杂系统建模与控制等，长期从事信息隐藏㊁数字水印㊁隐蔽信道等方面的理论和技术研究，部分成果得到了实际应用．近年来主持完成了包括国家科技重大专项㊁武器装备探索研究课题㊁国家自然科学基金面上项目㊁国防预研课题在内的５０余项研究课题，获批相关发明专利１０余项，获得省部级科技和教学奖励６项，发表研究论文１５０多篇，其中被ＳＣＩ收录５０余篇．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｙｗ＠ｎｕｉｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ收稿日期２０２０⁃０２⁃０２基金项目国家自然科学基金（Ｕ１６３６１１７，Ｕ１８３６１０４，６１７０２２３５）；中央高校基本科研业务费专项资金（３０９１８０１２２０４）．１南京信息工程大学电子与信息工程学院，南京，２１００４４２南京理工大学自动化学院，南京，２１００９４摘要无线隐蔽通信是将消息隐藏在无线通信数据帧和信号中进行隐蔽传输的技术，属于无线通信和信息隐藏技术的交叉领域，其理论与技术的研究方兴未艾．本文分析了无线隐蔽通信的系统模型和主要能力要素，总结归纳了噪声式隐蔽信道容量的理论以及链路层㊁编码层㊁调制层和信号层中无线隐蔽通信技术的研究进展，并指出了需要进一步研究的问题．关键词无线隐蔽通信；信息隐藏；隐蔽信道中图分类号ＴＰ３９１文献标志码Ａ０ 引言㊀㊀随着以５Ｇ为代表的移动通信技术的飞速发展以及人类活动向太空和深海的延伸，利用电磁波㊁声波㊁光等作为信息传输媒介的现代无线通信技术已成为各场景中主要的通信方式．依据介质类型，无线通信可分为无线电通信㊁声波通信㊁自由空间光通信㊁磁通信等．其中，无线电通信是当前最广泛使用的通信方式．无线电介质的开放性，使得通信信号很容易被第三方拦截和窃听［１］，进而导致通信内容的泄露或通信意图的暴露．传统上，通常采用信息加密来保障信息的机密性，用扩频等降低信号功率的手段提高信号的抗截获能力．现代信息隐藏技术的发展给通信内容和行为保护带来了更多的选择．现代网络通信一般采用包含物理层㊁链路层㊁网络层㊁传输层和应用层的五层结构来作为体系架构，其中物理层又可进一步分解为编码层㊁调制层和信号层，具体如图１所示．传统信息隐藏主要以图像㊁音频㊁视频和文本作为载体，主要是多媒体领域的信息隐藏．网络通信领域的信息隐藏以网络数据报文和通信信号作为载体．通常网络层以上的技术被认为是网络范畴，该范畴中的信息隐藏称为网络隐蔽信道（ＮｅｔｗｏｒｋＣｏｖｅｒｔＣｈａｎｎｅｌ）［２－５］，包含基于冗余字段替换㊁协议混淆伪装㊁协议隧道封装等存储式方法和基于数据包时标信息的时标式方法．与网络范畴对应，链路层解决通信介质利用问题，物理层解决信息与信号之间的转化问题，构成通信范畴．该范畴中的信息隐藏称为隐蔽通信．具体到无线通信（包含组网情形下的无线网络通信，以及非组网情形下的点对点和点对多点通信）场景中的信息隐藏技术即㊀㊀㊀㊀为无线隐蔽通信［６］，本文重点探讨无线电通信领域的隐蔽通信问题．为了避免过细的界定导致陈述上的繁复，本文后续所述无线隐蔽通信将专指无线电隐蔽通信．图１㊀网络通信领域的信息隐藏研究范畴Ｆｉｇ １㊀Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｈｉｄｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｓｃｏｐｅｉｎｆｉｅｌｄｏｆｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ无线隐蔽通信是在无线通信数据帧和通信信号中进行信息隐藏的技术，其采用的隐藏手段主要是替换数据帧域冗余字段㊁引入额外编码域错误㊁插入额外信号频带㊁引入额外信号噪声等方式，主要涉及传输速率㊁可靠性和隐蔽性等能力要素．无线隐蔽通信作为一种以隐蔽性为主要追求的特殊通信方式，涉及多种场景下的隐蔽信道容量分析等信息论新问题，和一系列以无线通信为背景的信息隐藏方法，在复杂对抗环境中的军事通信㊁物理隔离环境下的情报通信等领域有着重要的应用前景．基于链路层的隐蔽通信主要利用链路帧字段的替换和插入实现信息隐藏，如基于无线局域网８０２ １１协议族和４Ｇ移动通信的ＬＴＥ等主流无线通信协议中的数据帧报文头冗余字段［７⁃８］㊁填充部分［９⁃１１］和序列号［１２⁃１３］的方法．亦有学者提出了将网络隐蔽信道与无线隐蔽通信相结合的混合网络通信隐蔽信道方法［１４⁃１５］．这类方法的通信速率与可靠性主要取决于所采用的隐蔽通信载体，由于难以抵抗模式匹配［１６⁃１７］和统计分析［１８⁃１９］等检测方法，隐蔽性较弱．物理层中编码和调制层的隐蔽通信可以利用信道编码冗余［２０⁃２７］㊁多载波调制ＯＦＤＭ的循环前缀［２８⁃２９］和空闲频谱资源［３０⁃３１］来实施．在信号层，通常利用无线信道中天然存在的噪声作为掩护，将信息调制为低功率噪声直接发送，抑或叠加在载体通信信号上发送．信号层无线隐蔽通信理论上属于一类低检测概率（ＬｏｗＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙＤｅｔｅｃｔｉｏｎ，ＬＰＤ）通信问题．该领域最早的研究假设理想的高斯信道下检测方已知信道噪声的功率值，并基于假设检验来判断是否存在隐蔽通信，发送方在满足隐蔽性的前提下能够可靠传输的信息量满足平方根定律（ＳｑｕａｒｅＲｏｏｔＬａｗ，ＳＲＬ）［３２］，且隐蔽通信速率随着利用信道时频资源数量的增加而趋向于０．研究者进一步分析了在发送方［３３⁃３４］㊁接收方［３５⁃３７］以及额外节点［３８⁃４１］引入人工噪声干扰等对检测方不利的因素的场景下的隐蔽通信容量．该领域研究成果也被进一步扩展至中继通信［４２⁃４５］㊁多天线［４６⁃４７］㊁广播通信［４８⁃４９］等其他通信场景．信号层无线隐蔽通信方法一般假设检测方仅拥有信道噪声的部分知识，较常见的是假设检测方知道信道噪声分布类型而不清楚其功率大小．发送方将信息调制成与正常信道噪声相似的信号实施隐蔽通信．早期方法中，发送方信息嵌入到一段服从α稳定分布［５０⁃５１］或高斯分布［５２］的噪声序列特征参数中，接收方通过估计特征参数来提取信息，这类方法传输速率较低，且存在序列同步问题［５３］．后续方法将信息调制为特定噪声后叠加在正常通信信号上进行传输，或将随机噪声与调制的特定噪声叠加［５４］或混合［５５］来提高隐蔽性，这类方法需要消耗一定的通信带宽，隐蔽性也不够理想［１７］．文献［５６］提出一种基于星座图拟形调制的无线隐蔽信道，发送方利用星座图拟形调制技术实现了更好的隐蔽性与可靠性．无线隐蔽通信的研究经过多年的发展，已经逐步形成了噪声式隐蔽信道容量理论以及链路层㊁编码层㊁调制层和信号层的各种方法，近些年也发展了一些针对隐蔽通信的检测技术．本文重点对无线隐蔽通信的系统模型㊁基本理论以及各方向上的技术进展情况进行总结和归纳，并在此基础上给出该领域有待进一步研究的问题．本文结构安排如下：第一节介绍无线隐蔽信道的系统模型和能力要素，第二节介绍典型无线协议中的链路层无线隐蔽通信方法并对其隐蔽性进行分析，第三节总结物理层无线隐蔽通信理论与技术的进展，第四节对有待研究的问题进行展望，第五节给出全文的总结．１㊀无线隐蔽通信系统模型１ １㊀系统模型与著名的 囚徒通信 问题［５７］类似，标准无线隐蔽通信系统模型中包含发送方（Ａｌｉｃｅ）㊁接收方６４戴跃伟，等．无线隐蔽通信研究综述．ＤＡＩＹｕｅｗｅｉ，ｅｔａｌ．Ａｓｕｒｖｅｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｖｅｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．（Ｂｏｂ）和检测方（Ｗｉｌｌｉｅ）这三个角色（如图２所示），Ａｌｉｃｅ将信息ｍ嵌入正常的无线通信载体对象ｘ中生成载密无线信号ｙ并在通信区域Ｒ内传播；Ｂｏｂ从经过信道传输后衰落的信号＾ｙ中提取出信息＾ｍ；由于无线信号的广播特性，Ｗｉｌｌｉｅ可截获信号 ｙ（由于Ｗｉｌｌｉｅ和Ｂｏｂ空间位置和关于通信先验知识方面的差异，＾ｙ和 ｙ可能不一致），并判断该信号中是否存在隐蔽信息．上述三个过程可以表述为：信息隐藏：Ｈ（ｘ，ｍ）ңｙ，信息提取：Ｅ（＾ｙ）ң＾ｍ，检测攻击：Ｄ（ｙ）ңＢɪ０，１{}．（１）图２㊀标准无线隐蔽通信模型Ｆｉｇ ２㊀Ｓｔａｎｄａｒｄｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｖｅｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ上述模型体现了Ａｌｉｃｅ／Ｂｏｂ与Ｗｉｌｌｉｅ之间的通信对抗关系．在这一对抗关系中，Ａｌｉｃｅ／Ｂｏｂ希望尽可能多地透过无线通信区域Ｒ不被Ｗｉｌｌｉｅ发现来传输信息；Ｗｉｌｌｉｅ希望尽可能多地利用关于信道和Ａｌｉｃｅ／Ｂｏｂ通信机制的先验知识，并以尽可能高的准确率判断信号是否存在隐蔽通信．信息隐藏函数Ｈ一般有三种典型算子，分别为替换算子Ｓｕｂ㊁叠加算子Ａｄｄ和转换算子Ｃｏｎ．其中，Ｓｕｂ算子将ｍ通过某种转换编码得到的值ｖ替换ｘ或其某种变换的分量；Ａｄｄ算子将ｍ通过某种转换编码得到的值ｖ叠加到ｘ或其某种变换量上，Ｓｕｂ和Ａｄｄ操作不应该引起ｘ在形式㊁语法㊁语义㊁统计等特征上的明显差异（这些差异通常是函数Ｄｅｔ的检测依据）；Ｃｏｎ算子直接将ｍ通过某种转换形式，转换为与ｘ在形式㊁语法㊁语义㊁统计等特征上一致或相近的信号．信息提取函数Ｅ代表与Ｈ配合使用的信息提取过程．函数Ｅ通常需要利用一些用于提取信息的先验信息，包括Ｈ函数中使用的密钥㊁载体ｘ的全部信息或部分信息，以及关于信道的假设或估计等．检测攻击函数Ｄ直接作用于截获信号产生检测结果．函数Ｄ的检测能力依赖于Ｗｉｌｌｉｅ对＾ｙ所服从统计分布的掌握情况，理论上是关于截获信号是否服从于Ｐ（＾ｙ）的假设检验问题．实际的检测攻击要复杂得多，首先检测可能与空间㊁电磁传播环境㊁具体网络协议应用等有关系，可能存在多种模态上的分布函数或分布函数本身也缺乏准确建模；Ｗｉｌｌｉｅ还可以利用连续㊁多次㊁多个采样点的截获信号相关性进行检测，此时检测涉及的信息既包括相关性信息也包括具体信号的特性；再次Ｗｉｌｌｉｅ可利用对Ａｌｉｃｅ／Ｂｏｂ隐蔽通信机制的先验信息进行针对性的检测分析；最后Ｗｉｌｌｉｅ还可对通信场景㊁通信参与者㊁通信时机㊁载体选择等要素发起通信行为方面的检测攻击．需要指出的是：图２给出的是一个标准模型，仅涉及Ａｌｉｃｅ㊁Ｂｏｂ和Ｗｉｌｌｉｅ三个角色．在这一标准模型中增加新的角色可以得到其他的扩展模型．如在通信场景中增加干扰器Ｊａｍｍｅｒ的辅助通信场景，在Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ之间增加一个或者多个Ｒｅｌａｙ的中继通信场景，包含一个Ａｌｉｃｅ和多个Ｂｏｂ的多播或广播通信场景，同时有多个Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ传输的多输入多输出通信场景，或具有多个空间上不同位置的Ｗｉｌｌｉｅ的场景等．此外，这些通信场景还可以进一步组合得到更为复杂的通信场景，如具有加扰器的中继通信场景和广播通信场景等．１ ２㊀能力要素无线隐蔽通信主要涉及隐蔽性㊁可靠性和通信速率三个主要能力要素，下面简单对其内涵进行解释．１）隐蔽性隐蔽性广义上包括信号隐蔽性和行为隐蔽性．行为隐蔽性涉及通信场景㊁通信参与者㊁通信时机㊁载体选择等要素，属于无线隐蔽通信运用层面的问题；信号隐蔽性是在使用层面具体描述隐蔽通信信号和正常载体信号之间区分度的评估要素，技术上可以用某种检测方法的检测错误率来衡量其隐蔽性．２）可靠性可靠性指无线隐蔽通信抵抗信道干扰的能力．信道干扰可能来自于信道自然衰落，也可能来自于通信对抗干扰设备．技术上可以用给定信噪比下接收方信息的误比特率来衡量通信的可靠性．在越强的信道干扰下，信息误比特率越低，则可靠性越强．３）通信速率隐蔽通信速率指单位时间无线隐蔽通信可靠传７４学报（自然科学版），２０２０，１２（１）：４５⁃５６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２０，１２（１）：４５⁃５６输的信息比特数，与可靠性之间存在制约关系．为了达到更好的可靠性，有时需要降低隐蔽通信速率．通信速率可以通过计算平均每单元数据帧／符号／信号携带的秘密消息比特数来衡量．除了上述三个要素之外，无线隐蔽通信系统还涉及载体广泛性㊁方案可实施性㊁通信计算复杂性等能力要素．２㊀链路层无线隐蔽通信２ １㊀ＷＬＡＮ无线隐蔽通信方法当前广泛使用的ＷＬＡＮ协议（即ＩＥＥＥ８０２ １１标准）可为无线隐蔽通信提供良好的载体．文献［７］提出了一种基于ＷＬＡＮ的无线隐蔽信道，其在８０２ １１协议ＭＡＣ层帧的序列控制域，或在ＷＥＢ加密安全协议帧的初始矢量域中嵌入信息．文献［９⁃１０］提出了一种在ＷＬＡＮ帧填充部分嵌入信息的ＷｉＰａｄ方法，并给出了数据帧与应答帧的隐蔽传输速率．针对８０２ １１各协议，也有许多具体的研究成果．如基于８０２ １１ｅ协议，文献［５８］设计了两种无线隐蔽通信方法，信息分别嵌入在关联请求与重新关联请求帧的ＱｏＳ容量字段和每个数据帧ＱｏＳ控制域中的ＴＸＯＰ和ＴＩＤ字段中．２ ２㊀ＬＴＥ无线隐蔽通信方法４Ｇ移动通信的普及使得ＬＴＥ成为主流的无线通信协议之一，利用ＬＴＥ协议的ＭＡＣ㊁ＲＬＣ和ＰＤＣＰ层的冗余可实施隐蔽通信．文献［８］给出了一种在ＬＴＥ⁃Ａ协议冗余字段嵌入信息的方法，信息可以嵌入在ＭＡＣ层协议数据单元（ＰｒｏｔｏｃｏｌＤａｔａＵｎｉｔ，ＰＤＵ）子帧报头前两保留位㊁ＲＬＣ层的应答模式和未确认模式ＰＤＵ的序列号保留位，以及ＰＤＣＰ层的ＰＤＵ序列号保留位中进行传输．文献［１１］提出的ＬａＴＥｓｔｅｇ是利用ＬＴＥ⁃Ａ协议中ＭＡＣ层数据包的填充字段嵌入信息．文献［１２］提出了一种基于ＬＴＥ⁃Ａ协议的方法，通过修改每个ＰＤＵ的序号保留位来标示是否载密，并填充字段用来传输信息．文献［１３］提出的ＳＮｓｔｅｇ通过修改ＬＴＥ⁃Ａ中ＲＬＣ和ＰＤＣＰ数据包包头中的序列号来传输信息，该方法利用了ＰＤＵ序号的唯一性，如果某一ＰＤＵ与新接收到ＰＤＵ的序列号相同，则系统将丢弃新的ＰＤＵ．ＳＮｓｔｅｇ信息以序号的最低位来表示．当连续发送两个ＰＤＵ时，假设一个ＰＤＵ序号的最后一位是 ０ （标记为 ０ ＰＤＵ），另外一个ＰＤＵ序号的最后一位是 １ （标记为 １ ＰＤＵ）．若要发送隐蔽信息 ０ ，可以在上述的 ０ ＰＤＵ和 １ ＰＤＵ之间插入一个 ０ ＰＤＵ．反之，若要发送隐蔽信息 １ ，则插入一个 １ ＰＤＵ．由于系统将丢弃具有相同序号的新的ＰＤＵ，所以非授权接收方不能得到隐藏位，且不影响正常通信，具有很好的抗检测性能．文献［１４］提出了一种利用ＬＴＥ上ＭＡＣ层协议字段与数据包时延一起构建的混合隐蔽通信方案．相较于单纯的时间式网络隐蔽通信，该方案的隐蔽性与可靠性都得到了有效提高．另一种混合隐蔽通信方案ＨｙＬＴＥｓｔｅｇ是将ＳＮｓｔｅｇ与时间式网络隐蔽通信结合，其中时间式网络隐蔽通信方案起着隐蔽传输的触发功能，而ＳＮｓｔｅｇ负责传输信息［１５］．２ ３㊀链路层方法隐蔽性分析链路层协议及其具体实现具有明显的规律性，这使得绝大多数链路层无线隐蔽通信方法都难以抵抗针对性的模式匹配或统计检测．文献［１６⁃１７］针对多种８０２ １１协议无线隐蔽通信利用的协议字段特征，设计了模式匹配检测方法，可实现有效检测．针对隐蔽性较好的ＳＮｓｔｅｇ［１３］，文献［１８］和文献［１９］分别提出了一种基于邻近序列号差值的修正条件熵检测方法和一种基于ＫＮＮ分类器的检测方法．针对链路层无线隐蔽通信，可进一步借鉴针对协议层面的网络隐蔽信道的检测机制，设计基于规则集的链路层隐蔽通信检测体系．３㊀物理层无线隐蔽通信３ １㊀编码层无线隐蔽通信方法编码层采用纠错编码技术引入比特冗余来提高传输可靠性，纠错编码产生的比特冗余可以用来实施信息隐藏．文献［２０］研究了利用常见的分组码㊁卷积码等纠错编码冗余的隐蔽通信容量问题．理论分析与实验结果表明，信息可嵌入容量随信道噪声增大而减小，最大嵌入容量随信源数据和信道编码纠错能力的增加而增加．同等条件下基于卷积码的隐蔽通信最大嵌入容量大于基于分组码的隐蔽通信最大嵌入容量．这类利用编码纠错能力冗余构建的隐蔽信道具有广泛的适用性．在无线个域网（ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ，ＷＰＡＮ）的８０２ １５ ４物理层协议中，４ｂｉｔ信息符号被映射成３２ｂｉｔ直接序列扩频码字序列，具有可供利用的编码冗余．文献［２１］通过翻转８０２ １５ ４物理层协议中的直接序列扩频码字位数来嵌入信息．文献［２２］通过替换该协议物理层中的直接序列扩频码８４戴跃伟，等．无线隐蔽通信研究综述．ＤＡＩＹｕｅｗｅｉ，ｅｔａｌ．Ａｓｕｒｖｅｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｖｅｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．字位数来嵌入信息．值得指出的是：随着嵌入信息量的增大，以上两种方法对直接序列扩频码字的固定位进行修改均会导致采用部分扩频序列的载体信息的误码率显著增加．文献［２３］通过随机置乱直接序列扩频码字修改位，来避免由于嵌入信息量较大而导致的误比特率显著增加问题．文献［２４］提出了一种修改无线传感网络中直接序列扩频码字来传输信息的方法．文献［２５］研究了两种基于ＲＳ码冗余的自适应码率无线隐蔽通信理论问题，分别讨论了正常通信选取不同编码方案下信息的平均理论容量以及每种编码方案下信息最大理论容量．二进制对称信道下的仿真结果表明：这两种基于ＲＳ码冗余的无线隐蔽通信方案容量均好于基于分组码与卷积码的方案．针对ＷｉＭＡＸ协议，文献［２６］也提出了一种通过修改ＲＳ码码字比特嵌入秘密信息的方法．针对具有自适应可变码率的协议，文献［２７］提出的无线隐蔽通信方案利用低速率编码的校验位来传输信息．目前尚无专门针对编码层无线隐蔽通信的检测方案，部分针对基于８０２ １５ ４物理层协议的无线隐蔽通信方案的文献中以载密直接序列扩频码字与正常直接序列扩频码字之间的汉明距离来衡量这类方法的隐蔽性．文献［２３］证实了降低码字汉明距离可以降低对正常通信误码率的影响，提高隐蔽通信的抗检测能力，但会带来隐蔽通信可靠性的降低．在信道状态确知的场景中，误码率和误码图样可能会成为揭示是否存在隐蔽通信的指标，有待进一步深入研究．３ ２㊀调制层无线隐蔽通信方法多载波调制的正交频分复用（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅ⁃ｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＯＦＤＭ）技术已在ＷＬＡＮ㊁ＬＴＥ等主流通信协议中得到广泛应用．ＯＦＤＭ信号调制过程中通过给每个符号添加循环前缀来抵抗多径延时，从而保证符号周期完整．文献［２８］提出了一种基于循环前缀的无线隐蔽通信方法，利用８０２ １１协议中符号循环前缀实现了高速率的无线隐蔽通信．这种方法随后被推广到所有采用ＯＦＤＭ通信系统中［２９］．显而易见的是ＯＦＤＭ符号循环前缀来嵌入信息的隐蔽通信方法会降低通信抗多径延时可靠性．ＯＦＤＭ系统的部分子载波频段一般被预留作为信道间隔或进行收发双方同步，有时由于信道响应较差而放弃使用．这些未被使用的子载波频段资源也可用来构建独立的隐蔽信道［３０］．发送方利用空置子载波频段可向接收方传输信息的方法依赖无线通信环境中存在未被使用的子载波频段，对空置子载波的利用会导致ＯＦＤＭ信号的正交性受影响．针对该问题，文献［３１］中提出了一种基于认知无线电进行频谱感知来得到未用频段信息的方法，并采用跳频技术在空置频谱上传输信息．文献［５９］设计了针对８０２ １１ａ／ｇ的四种隐蔽通信方法，其构造原理分别为：修改短训练序列的相位㊁修改载波频率偏移量㊁通信协议伪装以获取额外的子载波频段以及替换部分循环前缀．在修改短训练序列相位的方法中，发送方通过修改短训练序列的相位值嵌入信息，接收方通过长训练序列得到信道参数，通过提取短训练序列的相位偏移得到信息；在修改载波频率的偏移的方法中，发送方通过修改载波频率偏移嵌入信息，接收方通过导频信息估计频率偏移得到信息；在通信协议伪装的方法中，发送方将８０２ １１ａ／ｇ信号伪装成８０２ １１ｎ信号，使得可用子载波数由５２增加到５６，利用额外的四个子载波进行隐蔽信息传输，回避了文献［３０］方法存在的信号正交性受影响问题；替换部分循环前缀的方法是在文献［２８⁃２９］方法的基础上提出的，发送方通过替换一半乃至１／４的循环前缀嵌入信息，降低了信息嵌入对正常通信抵抗多径延时能力的影响．目前较少见专门针对该层级隐蔽通信的检测工作．文献［１７］借鉴了网络隐蔽信道中常用的检测方法，给出了在不同场景下的检测结果，检测结果表明，当检测点的位置接近发送方，基于短训练序列的相位修改㊁载波频率偏移修改和循环前缀修改的调制层隐蔽信道易被数值统计方法检测出来．在隐蔽性分析方面，文献［５９］中以载体信息的误比特率来衡量物理层之上的隐蔽性，以相位误差㊁频率偏移量㊁频谱等信号分析指标来衡量物理层的隐蔽性．３ ３㊀信号层无线隐蔽通信信号层方法将信息调制为与信道噪声相似的信号来实现隐蔽通信，其本质上是一类ＬＰＤ通信问题［３２］，其将通信信号淹埋在背景噪声中的做法也可以归结为噪声式无线隐蔽通信，相关的研究内容主要包含噪声式隐蔽信道理论容量分析和实际通信方法设计等．３ ３ １㊀噪声式隐蔽信道容量分析噪声式无线隐蔽信道作为一种附带了隐蔽性要求的新型信道，当前取得的理论成果丰富了信息论９４学报（自然科学版），２０２０，１２（１）：４５⁃５６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２０，１２（１）：４５⁃５６的研究范畴，已逐步发展成为一个相对独立的信息论分支领域．信道容量的研究主要包括标准通信场景（标准模型仅包括Ａｌｉｃｅ㊁Ｂｏｂ和Ｗｉｌｌｉｅ三个参与方）㊁辅助通信场景（在标准模型中增加了Ｊａｍｍｅｒ干扰器角色）㊁中继通信场景（在标准模型中增加了Ｒｅｌａｙ中继器角色），以及其他通信场景（ＭＩＭＯ㊁广播通信㊁非高斯信道衰落等形式）等．下面分别介绍相关研究结果．１）标准通信场景文献［３２］针对如图３所示通信模型，首次对加性白高斯噪声（ＡｄｄｉｔｉｖｅＷｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎＮｏｉｓｅ，ＡＷＧＮ）信道中低概率检测（ＬｏｗＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙＤｅｔｅｃｔｉｏｎ，ＬＰＤ）通信的信道容量进行了分析．论文假设Ｗｉｌｌｉｅ掌握信道噪声的全部先验知识，以ＡＷＧＮ信道中截获信号与信道噪声信号的假设检验作为出发点，通过推导得到通信双方ｎ个信道基本时频单位可安全可靠地传输O（ｎ）比特信息，该定律也称为平方根定律ＳＲＬ．隐蔽传输速率随时频单位的增大而趋向于０，即ＳＲＬ和数字隐写中的平方根定律［６０⁃６１］密切相关，文献［３２］中详细分析了这两者的关系．值得指出的是文献［３２］给出的是ＬＰＤ通信的安全可靠通信容量的分析，其得到的结果是一个一般性的深刻结果，也适合扩频通信等其他形式的隐蔽通信，是隐蔽通信领域的奠基性理论结果．图３㊀ＡＷＧＮ信道隐蔽通信模型Ｆｉｇ ３㊀ＣｏｖｅｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗｉｔｈＡＷＧＮｃｈａｎｎｅｌ文献［６２］从功率角度分析了文献［３２］所述的隐蔽信道的通信速率问题，Ｗｉｌｌｉｅ根据信号功率大小判断其是否存在信息．假设Ａｌｉｃｅ至Ｂｏｂ与Ｗｉｌｌｉｅ的信道分别是方差为σ２ｂ＞０和σ２ｗ＞０的ＡＷＧＮ信道，当Ａｌｉｃｅ不传输信息时，检测方Ｗｉｌｌｉｅ观察到ｎ个信道时频单位总功率为σ２ｗｎ，所观察功率统计上大概率在ｃσ２ｗｎ之内．为了保证信道的隐蔽性，发送方Ａｌｉｃｅ的发射功率需要限制为O（σ２ｗｎ），这使得Ａｌｉｃｅ最多可以传输Oσ２ｗｎ／σ２ｂ()比特信息，该结论与文献［３２］中的结论一致．文献［６３］假设Ａｌｉｃｅ到Ｗｉｌｌｉｅ的离散无记忆信道比到Ｂｏｂ的信道噪声更大，分析表明ｎ个信道时频单位仍仅能隐蔽可靠传输O（ｎ）比特信息．文献［６４⁃６５］进一步给出了比例系数的表达形式．文献［６６］讨论了两种情形：若不顾通信质量，仅需通信双方共享O（ｎ）比特的秘钥而不是文献［３２］中需要的O（ｎｌｏｇｎ）比特，ｎ个信道时频单位仍能可靠传输O（ｎ）比特信息；若Ａｌｉｃｅ到Ｗｉｌｌｉｅ的信道比到Ｂｏｂ的信道噪声更大，ｎ个信道时频单位仍仅能隐蔽可靠传输O（ｎ）比特信息，且无需共享秘钥．当离散无记忆多址信道中存在两个发送方对一个接收方时，若Ｗｉｌｌｉｅ的离散无记忆多址信道差于隐蔽通信信道，ｎ个信道基本时频单位仅能隐蔽可靠地传输大约O（ｎ）比特信息，且不需要通信秘钥［６７］．文献［６８］进一步将其拓展到了拥有Ｋ个发送方的场景，此时每个发送方ｎ个信道时频单位仍仅能隐蔽可靠传输O（ｎ）比特信息．相关研究也讨论了增加Ｗｉｌｌｉｅ对信道和噪声不确定性的结果．文献［６９］讨论了当通信双方在Ｔ（ｎ）个时隙（每个时隙由ｎ个符号周期构成）中秘密地选择一个时隙，若Ｗｉｌｌｉｅ无法得知具体的通信时间，此时Ａｌｉｃｅ仅需传输ｌｏｇＴ（ｎ）比特的秘钥即可传输O（ｍｉｎｎ，ｎｌｏｇＴ（ｎ）{}）比特信息．文献［７０］分析了Ｗｉｌｌｉｅ已知Ｔ（ｎ）和ｎ这两个参数时，可以通过一定手段将隐蔽信道速率限制到依然遵循平方根定律．文献［７１］分析了当Ｗｉｌｌｉｅ对应的信道背景噪声功率不确定时，隐蔽通信速率为正值．文献［７２］在文献［７１］的基础上，假设隐蔽信道噪声功率也不确定性时，隐蔽通信速率趋近于０．２）辅助通信场景通过在标准模型中增加了对检测方Ｗｉｌｌｉｅ不利的因素，增加Ｗｉｌｌｉｅ作出判断的不确定性，可将标准模型推到辅助通信场景．考虑信道中存在信号干扰器Ｊａｍｍｅｒ的情形，文献［３８］假设Ｗｉｌｌｉｅ无法获取信道噪声功率，ｎ个信道时频单位能隐蔽可靠地传输O（ｎ）比特的信息．文献［３９］探讨了存在多个Ｊａｍｍｅｒ发出人工辅助噪声对检测进行干扰的节点的情形，并推导了此时隐蔽可靠传输的比特数可增大为O（ｍΥ／２ｎ）（ｍ为协作节点分布的密度，Υ为路径损耗指数）．若存在密度为ｍ且满足二维泊松点过程分布的协作节点，且这些协作节点距离检测方更近并发射人工辅助噪声对Ｗｉｌｌｉｅ进行干扰，Ａｌｉｃｅ可０５戴跃伟，等．无线隐蔽通信研究综述．ＤＡＩＹｕｅｗｅｉ，ｅｔａｌ．Ａｓｕｒｖｅｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｖｅｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．。
基于机器学习的网络隐藏通信技术研究
基于机器学习的网络隐藏通信技术研究引言随着互联网的普及和发展，网络安全问题变得越来越突出。
隐私泄露、数据泄露、黑客攻击等问题屡见不鲜，给人们的生活、工作和社交带来了巨大的隐患。
为了解决这些问题，网络隐藏通信技术已经成为了研究的热点之一。
基于机器学习的网络隐藏通信技术，作为网络安全领域的新兴技术，正在逐渐受到人们的关注。
机器学习机器学习是一种人工智能的分支，其基本思想是让计算机通过数据学习，自主地发现其中的规律性，从而进行任务的执行。
机器学习包括监督学习、无监督学习和强化学习等不同的学习方式。
监督学习是指计算机从已有数据中学习，通过标记的样本进行学习，最终实现对新数据的分类和预测。
无监督学习则是计算机从未标记的数据中学习，寻找数据内在的规律性和特征。
通过无监督学习，计算机可自主地进行聚类、降维和异常值检测等任务。
强化学习是指计算机通过与环境的交互，学习哪些行为能够获得最大的奖励和回报。
这种方式通常被用于解决复杂的控制问题。
机器学习应用于网络隐藏通信技术中的意义随着计算机技术的不断发展，互联网已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
然而，网络安全问题也愈发严重，特别是在信息传输和交换的过程中，泄露的风险更是显著增加。
一般情况下，网络通信会留下明文的记录。
如果这些记录被拦截，许多信息和随之而来的风险就会变得尤为明显。
网络隐藏通信技术的出现，为解决这些问题提供了新的思路和解决方案。
而在网络隐藏通信技术中，机器学习则具备重要的意义，并且其应用前景值得期待。
网络隐藏通信技术的基本实现思路是将信息进行隐匿传输，以保障信息安全。
通过机器学习技术，可以对这些传输过程实现智能感知，提高传输的准确性和隐秘性。
机器学习模型对传输数据的分类和识别能力强，能够实现对恶意攻击和威胁情况的快速识别和定位。
与传统的人工设计相比，机器学习的智能化和自适应性能够显著提高网络隐藏通信技术的应用水平和实现效率。
基于机器学习的网络隐藏通信技术的研究网络隐藏通信技术的研究一直是计算机保密领域的热门话题。
基于光波调制的隐蔽通信技术实现研究
基于光波调制的隐蔽通信技术实现研究近年来，在隐蔽通信技术领域，有一种新兴技术被广泛关注，即基于光波调制的隐蔽通信技术。
它是一种利用光波进行信息传输的方式，相对于传统的基于电磁波的通信技术，在隐蔽性、稳定性和抗干扰性等方面具有独特的优势。
本文将会围绕该技术展开探讨，从理论模型、实际实现和应用前景等方面分析该技术的潜力和意义。
一、理论模型隐蔽通信是指在保证通信内容不被外界察觉、探测、窃取或干扰的情况下，进行信息交流的一种通信方式。
基于光波调制的隐蔽通信技术是在这一背景下诞生的。
它采用了一种基于光学干涉的隐蔽通信模型。
该模型的实现依赖于两个假设：首先，信号源和接收器之间存在一个“隐蔽信道”，允许光波传播并充当通信介质；其次，在该通道中施加的信息可通过一定的方式来调制光波。
由于操作频率以及其他干扰频率与干扰来源的多样性，隐蔽通信可以有效地避免干扰、窃听、检测等情况的出现。
二、实际实现该技术的实际实现依赖于实验性技术（基于光学干涉）。
在这种技术中，LED （发光二极管）作为信号发射源，与一个材料（例如泡沫聚苯乙烯）关联，从而生成恒定频率的信号；在信号接受端，一个可变的狭缝辐射器针对特定频率的波长接收信号。
基于这种技术，研究人员采用频繁的若干小型数据包，将数据通过光波调制传递。
这一实现方案的优点是，它能够避免由于波长变化导致的频率偏差、折射率变化等问题，并且具有密码保护等机制，旨在提高其隐蔽性和稳定性。
三、应用前景基于光波调制的隐蔽通信技术具有广泛的应用前景。
一方面，它可以在网络安全方面起到重要作用。
例如，它可以被用作信号传递通道，用于在军事领域、政府机构中进行高安全级别的通信。
另一方面，它还可以应用于基于物联网的设备之间的通信，例如仪器控制和监测过程。
此外，该技术还具有成本效益高、实现周期短等优点。
它的快速和稳定的通信能力可能使其在未来成为航空航天、能源、交通和基础设施领域的关键技术。
当然，基于光波调制的隐蔽通信技术也面临许多挑战，如需进一步研究和实验验证。
网络信息隐藏技术的研究与应用
网络信息隐藏技术的研究与应用近年来，随着互联网的广泛应用和技术的迅猛发展，网络信息的流通越来越便捷，但同时也带来了一系列的安全隐患和风险。
在这个信息爆炸的时代，如何在保障信息安全的前提下，进行有效的信息隐藏和保护，成为了亟待解决的问题。
网络信息隐藏技术应运而生，成为了目前研究和应用的热点之一。
网络信息隐藏技术，是指利用各种技术手段，在不影响信息传输的前提下，隐藏信息并防止被第三方获取或识别的一种技术。
它主要涉及语言隐写、数字水印、数据隐藏等方面。
每一项技术都有其独特的特点和应用场景，并且在实际应用中相互补充和融合。
语言隐写是最早被研究和应用的网络信息隐藏技术之一。
它利用自然语言的特点，通过词语的选择、顺序的调整、文字的替换等手段将秘密信息隐藏在正常的语句中，使其看起来与普通文本无异。
语言隐写技术的研究与应用具有很高的价值，例如在情报交流、商业保密和网络安全等方面都能发挥重要作用。
数字水印技术是网络信息隐藏技术中的一种重要技术。
它通过在原始数据中嵌入可识别的数字签名或水印，实现对信息的认证、防篡改、溯源等功能。
数字水印技术广泛应用于版权保护、图像鉴权、信息追踪等领域。
例如，在音频和视频的传输过程中，数字水印技术能够为这些媒体内容的鉴定和保护提供帮助，为版权保护当中的创作者提供便利。
数据隐藏技术是网络信息隐藏技术中的另一种重要技术。
它主要通过调整数据在网络中的传输方式以及对数据进行编码等方式，将秘密信息隐藏在正常的数据流中。
数据隐藏技术在网络传输的过程中起到了良好的保护和隐蔽作用。
在数据加密和网络隐私保护方面，数据隐藏技术有着广泛的应用前景。
例如，银行业、电子商务等领域在传输敏感数据时，采用数据隐藏技术能够增强数据的安全性和隐私性，阻止第三方的非法侵入或信息窃取。
网络信息隐藏技术的应用前景广阔，然而也面临着一些挑战。
首先，随着技术的进步，黑客攻击和信息窃取手段也在不断更新，网络信息隐藏技术需要与之保持同步发展。
信息隐藏技术在网络通信中的应用研究
信息隐藏技术在网络通信中的应用研究随着信息时代的来临，网络通信已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
然而，随之而来的安全问题也日益突出，因此信息隐藏技术逐渐发展壮大，成为了提高网络通信安全性的重要手段。
本文将探讨信息隐藏技术在网络通信中的应用研究，从隐写术、加密技术和数字水印三个方面进行分析和讨论。
隐写术作为信息隐藏技术的一种，可以将秘密信息嵌入到其他载体中，使得它在表面上看起来只是无关紧要的数据。
隐写术在网络通信中得到了广泛应用，其中一个典型的例子是图像隐写技术。
通过图像隐写，用户可以将秘密信息嵌入到图片中，并通过网络传输给接收方，而这些隐匿在图像背后的信息是几乎无法察觉的。
通过这种方式，用户可以实现隐蔽传输敏感信息，提高通信的安全性。
除了隐写术，加密技术也是网络通信中常用的信息隐藏手段。
加密技术通过对原始信息进行编码转换，使其成为乱码难以理解，只有合法的接收方才能通过解密算法将其还原为原始信息。
这样做的好处是即使中间有人窃取了通信内容，也无法理解其中的含义，从而保护了敏感信息的安全。
目前，对称加密和非对称加密是应用较广泛的两种加密技术。
对称加密指的是发送方和接收方使用相同的密钥进行加密和解密，而非对称加密则使用公钥和私钥进行加密和解密。
通过合理地选择和使用这些加密技术，网络通信的安全性得到了有效保护。
与隐写术和加密技术不同，数字水印技术是一种在数据中嵌入特定标识信息的技术。
通过数字水印技术，我们可以在数字内容（如音频、视频和图片）中嵌入特定的隐藏信息，而这些信息对原始内容的质量几乎没有影响。
数字水印技术在网络通信中的应用非常广泛，其中一个具体的例子是版权保护。
通过在数字内容中嵌入独特的水印信息，版权所有者可以在网络传播中追踪侵权行为，并确保自己的权益得到维护。
此外，数字水印技术还可以应用于身份认证、防伪溯源等领域，提高了网络通信中信息的可靠性与准确性。
虽然隐写术、加密技术和数字水印技术在网络通信中的应用表面上看起来相似，但它们各自具有不同的特点和优势。
安全信息隐藏技术在网络通信中的应用研究
安全信息隐藏技术在网络通信中的应用研究网络通信已经成为现代社会中最为重要的交流方式之一，人们在网络上进行各类信息传输、交流与共享。
然而，随着网络的普及与发展，人们对于安全性与隐私的需求也日益提高。
安全信息隐藏技术的应用研究，正是为了满足这样的需求。
本文将以网络通信为背景，探讨安全信息隐藏技术在网络通信中的应用及研究现状。
首先，我们来了解安全信息隐藏技术的定义和背景。
安全信息隐藏技术是一种将机密信息嵌入到载体中，使其对外隐藏而又能对内解读的技术。
这种技术通过对载体进行隐写分析（Steganalysis）与隐写（Steganography）过程，实现信息的隐藏与提取。
它能够有效保护信息的机密性，防止敏感信息被窃取或篡改。
随着隐写算法的不断发展与改进，安全信息隐藏技术得到了广泛应用，包括在网络通信中。
在网络通信中，安全信息隐藏技术可以应用于多个方面。
首先是加密通信。
通过将加密的信息嵌入到常规的传输数据中，可以实现加密信息的安全传输。
这样一来，在网络传输过程中，即使被拦截的信息也难以被解读，有效保障了通信的安全性。
其次是数字水印。
数字水印技术可以将标识信息嵌入到一张图片、音频或视频等媒体中，以确保其版权或真实性。
通过将水印信息嵌入到网络通信中的媒体中，可以保护原创作品的权益，并防止信息被篡改或冒充。
此外，安全信息隐藏技术在网络通信中的应用还包括了网络隐写与隐私保护。
网络隐写指的是将机密信息嵌入到网络应用中的流量数据，以实现信息的隐蔽传输。
这种技术可以将信息隐藏在无关假象的网络流量中，使得传输过程中的信息不易被监测和窃取。
而隐私保护则是指通过对通信内容进行加密、匿名化或部分隐藏，从而保护通信参与者的个人隐私与信息安全。
这种方式可以帮助网络用户减少信息泄漏的风险，保障个人隐私的安全。
当前，安全信息隐藏技术在网络通信中的应用已经广泛存在，但也面临着一些挑战与问题。
首先是隐写分析与反隐写技术的发展。
随着隐写技术的不断发展，隐写分析技术也在逐渐提升。
关于通信信息隐匿处理技术的研究 周文宝
关于通信信息隐匿处理技术的研究周文宝摘要：为了保证通信技术的安全性，我们需要回通信信息技术进行编码处理，这些技术称为隐匿处理技术。
现阶段的信息隐匿技术有很多，本文对常用的信息隐匿技术进行了详细的分析，以指导未来通信隐匿技术的应用，提供借鉴意义。
关键词：通信信息；隐匿；技术一、信息隐匿技术简介现阶段，随着信息技术的发展，人们对于信息额使用率不断提高，为了保证信息的安全，我们需要用到信息隐藏技术。
其中比较常用的是信息隐藏和数字水印技术，由于信息保密的需求不断提高，以及一些通信版权保护的需要。
近年来，该技术领域的发展不断加快，安全通信，尤其是在军事安全通信的方面的信息安全方面尤为重要，需要更加可靠安全的技术。
而传统的信息加密通信技术只是为了保护信息不被第三方获取，最常见的加密方法是进行乱码处理。
而现阶段我们需要信息隐藏技术用以保护通信信号，使其不被其他人干扰、检测和拦截。
该需求严重超过了加密通信技术的需求。
因此。
为了保证现代信息的使用需求，我们需要对通信信息进行加密处理。
处理后的信息是以乱码的形式存在的，形式比较特别，非常容易引起他人的注意。
就算信息不能被识别，也能够起到很好的信息拦截效果，甚至将其毁坏，达到信息保护的目的。
而信息隐藏的目的是使截获者通过书面的资料不能够看出其中的秘密，以存在形式的方式隐藏信息。
为了使信息更加安全，技术人员主要通过增加密钥长度来提高密码的安全性。
但是，随着现阶段计算能力的不断发展，我们传统的信息密码技术的安全性越来越受到威胁。
在从此形势下，为了保证信息的安全，我们应该探究更为安全的技术措施，应用新的通信技术。
因此，信息隐藏技术被提出并且作为作为解决信息安全的重要技术的，被不断的应用发展。
二、现代通信隐匿技术的发展现状通信隐匿技术的主要目的是保证通信内容不被第三方破解和使用。
其主要保护两部分的内容，分别为信息隐藏与加密技术，均是保障机密信息的存储和传输的重要手段。
其中，加密技术主要是采用数学中的单密钥或双密钥算法将明文变成密文再以现代公共通道进入被传输者的手中，起到信息传导的目的。
浅析网络数据通信中的隐蔽通道技术
451 隐蔽通道的定义隐蔽通道这一概念最早是由Lampson于1973年提出来的,并将其定义为:并非专门设计或者原本并非是用作信息传输的通信信道。
最开始的时候Lampson研究的重点是操作系统中程序的限制,他所给出的这一定位并未将隐蔽通道的本质全面客观的反映出来。
随后,Tsai与Gligor等人又提出了一个新的定义,该定义如下:给定一个强制安全策略模型M,与其在同一操作系统中的解释I(M),I(M)内的两个主体I(Si)以及I(Sj)之间所有的潜在通道皆为隐蔽的,只有且仅有模型M内的相应主体Si与Sj之间所有的通信于M内皆为非法。
在部署有强制访问控制机制的安全操作系统、安全数据库以及完全网络中,隐蔽通道技术被广泛应用。
当前,关于隐蔽通道这一概念的定义,比较有代表性的定义如下:其是指一个把信息隐藏于公开通讯媒介之内的通讯信道,在这一信道中,其对外公开的信息仅仅是作为秘密信息的载体而存在的,主要通过隐蔽通道传输那些秘密信息。
2 网络隐蔽通道的分类与工作原理2.1 网络隐蔽通道分类从网络安全等级方面来看,网络隐蔽通道可以分为多级安全网络隐蔽通道与普通网络隐蔽通道。
前者指的是不同安全等级的主机分布在安全等级不同的安全域中,通常情况下入侵者会从高安全级别的主机窃取信息,然后传至低安全级别的主机;后者指的是在普通网络中不存在安全级别的划分,信道两端的主机被准许通信,需要在公开被允许的通信链路上构建隐蔽通道完成隐秘通信,该信道与我们日常生活中使用的网络最为接近[1]。
根据传统操作系统中隐蔽通道的划分,其又可以被分为存储隐蔽通道与时间隐蔽通道。
前者主要是各类协议数据包内加载信息,通常情况下,为了完成隐蔽传输,把信息附加于不经常使用的数据字段内,主要包括未使用的IP头字段、IP头扩展与填充段、IP标识与碎片偏移等。
后者则是通过运用网络中数据包的时间特性来表达信息,该类时间特性主要有数据包的发送时间、到达时间、时间间隔等。