CN104732980A - 音频发送终端、音频接收终端及数据隐匿传输方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于数据安全技术领域，提供了一种音频发送终端、音频接收终端及隐匿传输方法、系统。该方法及系统是由音频发送终端将待发送的有效数据嵌入音频载波文件后，对音频载波文件进行处理后播放，并由音频接收终端获取音频载波文件，对音频载波文件进行处理后提取出相应的有效数据。相对于现有直接将有效数据编码成单频率声波信号后输出的传输方式，由于音频载波文件可选用悦耳的音乐或语音，且隐匿后的有效数据对人耳透明，因而可提高人耳接收的舒适度，提升用户体验。
Description
技术领域
本发明属于数据安全技术领域，尤其涉及一种音频发送终端、音频接收终端及隐匿传输方法、系统。
背景技术
随着当前网络技术的发展，信息共享程度进一步提高。但由于网络的开放性，通过网络传输的数据极有可能被不法分子窃取，因而数据安全传输越来越受到重视。
为此，现有技术提供了一种基于音频的数据隐匿传输方法。该方法是由音频发送终端将需要隐匿传输的有效数据直接编码成单频率的声波信号后发送，音频接收终端在获取到声波信号后，直接将声波信号进行解码，还原得到有效数据。
由于有效数据是以单频率的声波信号传输，一旦该声波信号的频率落在20HZ至20KHZ之间，该声波信号便成为了可被人耳接收的语音信号，而单频语音信号的发声单一而枯燥，造成用户体验性差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种数据隐匿传输方法，旨在解决现有基于音频的数据隐匿传输方法中，有效数据是以单频率的声波信号传输，单频语音信号的发声单一而枯燥，造成用户体验性差的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种数据隐匿传输方法，所述方法包括以下步骤：
将待发送的有效数据嵌入音频载波文件中，并对嵌入了所述有效数据的所述音频载波文件进行处理后播放；
获取播放中的所述音频载波文件，并对音频载波文件进行处理后，提取出相应的有效数据。
本发明实施例的另一目的在于提供一种音频发送终端，所述音频发送终端包括：
第一转换模块，用于读取待发送的有效数据，并将读取的所述有效数据转换成第一组数据流；
第二转换模块，用于读取音频载波文件，并将读取的所述音频载波文件转换成第二组数据流；
嵌入模块，用于将所述第一转换模块编码得到的所述第一组数据流与所述第二转换模块转换得到的所述第二组数据流进行叠加混合，得到第三组数据流；
编码模块，用于对所述嵌入模块输出的第三组数据流进行编码处理；
播放模块，用于播放输出所述编码处理后的第三组数据流。
本发明实施例的另一目的在于提供一种音频接收终端，所述音频接收终端包括：
获取模块，用于获取音频发送终端播放中的模拟音频信号；
模/数转换模块，用于对所述获取模块获取到的所述模拟音频信号进行模/数转换处理，得到第四组数据流；
提取模块，用于从所述第四组数据流中提取出相应的有效数据。
本发明实施例的另一目的在于提供一种数据隐匿传输系统，包括音频发送终端和音频接收终端，所述音频发送终端是如上所述的音频发送终端，所述音频接收终端是如上所述的音频接收终端。
本发明提出的数据隐匿传输方法及系统是由音频发送终端将待发送的有效数据嵌入音频载波文件后，对音频载波文件进行处理后播放，并由音频接收终端获取音频载波文件，对音频载波文件进行处理后提取出相应的有效数据。相对于现有直接将有效数据编码成单频率声波信号后输出的传输方式，由于音频载波文件可选用悦耳的音乐或语音，且隐匿后的有效数据对人耳透明，因而可提高人耳接收的舒适度，提升用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的数据隐匿传输方法的流程图；
图2是本发明实施例一中，将有效数据嵌入音频载波文件并对音频载波文件处理后播放的详细流程图；
图3是本发明实施例一中，基于相位编码算法得到第三组数据流的详细流程图；
图4是本发明实施例一中，对获取的音频载波文件进行处理以提取出相应有效数据的详细流程图；
图5是本发明实施例四提供的数据隐匿传输系统的结构图；
图6是图5中音频发送终端的结构图；
图7是图6中嵌入模块的结构图；
图8是图5中音频接收终端的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种数据隐匿传输方法及系统。该方法及系统是由音频发送终端将待发送的有效数据嵌入音频载波文件后，对音频载波文件进行处理后播放，并由音频接收终端获取音频载波文件，对音频载波文件进行处理后提取出相应的有效数据。以下将结合实施例详细说明本发明的实现方式：
实施例一
本发明实施例一提供了一种数据隐匿传输方法，如图1所示，包括：
步骤S1：将待发送的有效数据嵌入音频载波文件中，并对嵌入了有效数据的音频载波文件进行处理后播放。
本发明实施例一中，有效数据是指需要隐匿发送的数据，其可以但不限于是身份识别码信息、用户名信息、密码信息等；音频载波文件是值人耳听起来比较悦耳的各类音频文件，例如音乐文件或录制的语音文件等。
进一步地，如图2所示，步骤S1可包括以下步骤：
S11：读取待发送的有效数据，并将读取的有效数据转换成第一组数据流。
S12：读取音频载波文件，并将读取的音频载波文件转换成第二组数据流。
本发明实施例一中，至少通过对音频载波文件进行采样和量化的步骤，来得到数据流。采样即是指将时间上连续的音频信号离散成样本序列；量化则是将样本序列进一步离散化，得到时间和幅值均为离散值的数据流。
优选地，对音频载波文件的采样频率是44.1KHZ，样本序列中的每一采样点采用16位的量化编码，从而得到第二组数据流。
S13：将第一组数据流与第二组数据流进行叠加混合，得到第三组数据流，以实现将待发送的有效数据嵌入音频载波文件的目的。
本发明实施例一中，可采用现有各种时域算法、变换域算法或压缩域算法等实现第一组数据流与第二组数据流的混合叠加。例如，其中的时域算法可以是拼凑算法、最不重要位（Least Significant Bit，LSB）算法等；变换域算法可以是离散傅里叶变换域（DFT）算法、离散余弦变换域（DCT）算法等、相位编码算法等。
优选地，采用相位编码算法实现第一组数据流与第二组数据流的叠加混合。此时，在步骤S12中，在通过对音频载波文件进行采样和量化以得到数据流之前，还应利用时变的全通滤波器对读取的音频载波文件进行相位调制；如图3所示，步骤S13可包括以下步骤：
S131：对第二组数据流进行时域分割处理，得到多个码块。
S132：每隔码块的四分之三长度提取一段码流，则相邻的码块有四分之一长度的码流是重叠的。
S133：对提取的各段码流分别进行加窗处理后，利用第一组数据流，对各段码流分别进行N点的离散傅里叶变换，以将第一组数据流嵌入到相应段的码流中。其中，N为每一段码流中的采样点的点数。
S134：根据每段对应的相位分量，对变换后的码流进行幅值修正。该修正应为对码流幅值的微小修正，目的是使得码流更为平滑和流畅，而不改变码流的幅值。
S135：对修正后的各段码流进行离散傅里叶变换的反变换，得到重构的码流。
S136：对各段重构的码流进行组合，得到第三组数据流。
S14：对第三组数据流进行编码处理。
S15：对编码处理后的第三组数据流进行加密处理。
优选地，本发明实施例一是采用DES算法对第三组数据流进行加密处理的。
S16：对加密处理后的第三组数据流进行数/模转换处理，得到模拟音频信号。
S17：播放模拟音频信号。
当然，在实际实现过程中，还可省略其中的步骤S15和步骤S16，而直接播放编码处理后的第三组数据流。
步骤S2：获取播放中的音频载波文件，并对音频载波文件进行处理后，提取出相应的有效数据。
进一步地，如图4所示，步骤S2可包括以下步骤：
S21：获取播放中的模拟音频信号。
S22：对获取到的模拟音频信号进行模/数转换处理，得到第四组数据流。
S23：对第四组数据流进行解密处理。
本发明实施例一中，对第四组数据流进行解密的算法与步骤S14中对第三组数据流进行加密的算法一致，可采用DES算法。
S24：从解密处理后的第四组数据流中提取出相应的有效数据。
本发明实施例一中，步骤S24采用与步骤S13对应的逆算法，实现对有效数据的提取，在此不赘述。
实施例二
本发明实施例二提供了一种音频发送方法，包括以下步骤：将待发送的有效数据嵌入音频载波文件中，并对嵌入了有效数据的音频载波文件进行处理后播放。该步骤的详细流程如实施例一中的步骤S11至步骤S16所述，在此不赘述。
实施例三
本发明实施例三提供了一种音频接收方法，包括以下步骤：获取播放中的音频载波文件，并对音频载波文件进行处理后，提取出相应的有效数据。该步骤的详细流程如实施例一中的步骤S21至步骤S24所述，在此不赘述。其中，获取的音频载波文件和模拟音频信号嵌入了有效数据。
实施例四
本发明实施例四提供了一种数据隐匿传输系统，如图5所示，包括：音频发送终端1，用于将待发送的有效数据嵌入音频载波文件中，并对嵌入了有效数据的音频载波文件进行处理后播放；音频接收终端2，用于获取音频发送终端1播放中的音频载波文件，并对音频载波文件进行处理后，提取出相应的有效数据。
进一步地，如图6所示，音频发送终端1可包括：第一转换模块11，用于读取待发送的有效数据，并将读取的有效数据转换成第一组数据流；第二转换模块12，用于读取音频载波文件，并将读取的音频载波文件转换成第二组数据流；嵌入模块13，用于将第一转换模块11转换得到的第一组数据流与第二转换模块12转换得到的第二组数据流进行叠加混合，得到第三组数据流；编码模块14，用于对嵌入模块13输出的第三组数据流进行编码处理；播放模块17，用于播放编码模块14编码处理后的第三组数据流。
为了保证音频数据传输的可靠性，本发明实施例四中，音频发送终端1还可包括：加密模块15，用于对编码模块14编码处理后的第三组数据流进行加密处理；数/模转换模块16，用于对加密模块15加密处理后的第三组数据流进行数/模转换处理，得到模拟音频信号，并将模拟音频信号输出到播放模块17，由播放模块17播放模拟音频信号。
更进一步地，如图7所示，嵌入模块13可包括：分割子模块131，用于对第二组数据流进行时域分割处理，得到多个码块；提取子模块132，用于每隔码块的四分之三长度提取一段码流；变换子模块133，用于对提取子模块132提取的各段码流分别进行加窗处理后，利用第一组数据流，对各段码流分别进行N点的离散傅里叶变换；修正子模块134，用于在变换子模块133执行完毕后，根据每段对应的相位分量，对码流进行幅值修正；反变换子模块135，用于对修正子模块134修正后的各段码流进行离散傅里叶变换的反变换，得到重构的码流；组合子模块136，用于对各段反变换子模块135重构的码流进行组合，得到第三组数据流。
进一步地，如图8所示，音频接收终端2可包括：获取模块21，用于获取音频发送终端1播放中的模拟音频信号；模/数转换模块22，用于对获取模块21获取到的模拟音频信号进行模/数转换处理，得到第四组数据流；提取模块24，用于从第四组数据流中提取出相应的有效数据。
相应地，本发明实施例四中，为了保证音频数据传输的可靠性，音频接收终端2还可包括：解密模块23，用于对模/数转换模块22得到的第四组数据流进行解密处理。此时，提取模块24具体是从解密模块23解密处理后的第四组数据流中提取出相应的有效数据。
实施例五
本发明实施例五提供了一种音频发送终端，用于将待发送的有效数据嵌入音频载波文件中，并对嵌入了有效数据的音频载波文件进行处理后播放。该音频发送终端采用实施例四所述的音频发送终端1，在此不赘述。
实施例六
本发明实施例六提供了一种音频接收终端，用于获取播放中的音频载波文件，并对音频载波文件进行处理后，提取出相应的有效数据。该音频接收终端采用实施例四所述的音频接收终端2，在此不赘述。
综上所述，本发明提出的数据隐匿传输方法及系统是由音频发送终端将待发送的有效数据嵌入音频载波文件后，对音频载波文件进行处理后播放，并由音频接收终端获取音频载波文件，对音频载波文件进行处理后提取出相应的有效数据。相对于现有直接将有效数据编码成单频率声波信号后输出的传输方式，由于音频载波文件可选用悦耳的音乐或语音，且隐匿后的有效数据对人耳透明，因而可提高人耳接收的舒适度，提升用户体验。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来控制相关的硬件完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据隐匿传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将待发送的有效数据嵌入音频载波文件中，并对嵌入了所述有效数据的所述音频载波文件进行处理后播放；
获取播放中的所述音频载波文件，并对音频载波文件进行处理后，提取出相应的有效数据。
2.如权利要求1所述的数据隐匿传输方法，其特征在于，所述将待发送的有效数据嵌入音频载波文件中，并对嵌入了所述有效数据的所述音频载波文件进行处理后播放的步骤包括以下步骤：
读取待发送的有效数据，并将读取的所述有效数据转换成第一组数据流；
读取音频载波文件，并将读取的所述音频载波文件转换成第二组数据流；
将所述第一组数据流与所述第二组数据流进行叠加混合，得到第三组数据流；
对所述第三组数据流进行编码处理；
对编码处理后的所述第三组数据流进行加密处理；
对加密处理后的所述第三组数据流进行数/模转换处理，得到模拟音频信号；
播放所述模拟音频信号。
3.如权利要求2所述的数据隐匿传输方法，其特征在于，所述将所述第一组数据流与所述第二组数据流进行叠加混合，得到第三组数据流的步骤包括以下步骤：
对所述第二组数据流进行时域分割处理，得到多个码块；
每隔所述码块的四分之三长度提取一段码流；
对提取的各段码流分别进行加窗处理后，利用所述第一组数据流，对所述各段码流分别进行N点的离散傅里叶变换；
根据每段对应的相位分量，对变换后的所述码流进行幅值修正；
对修正后的所述各段码流进行离散傅里叶变换的反变换，得到重构的码流；
对各段重构的码流进行组合，得到所述第三组数据流。
4.如权利要求1所述的数据隐匿传输方法，其特征在于，所述获取播放中的所述音频载波文件，并对音频载波文件进行处理后，提取出相应的有效数据的步骤包括以下步骤：
获取播放中的所述模拟音频信号；
对获取到的所述模拟音频信号进行模/数转换处理，得到第四组数据流；
对所述第四组数据流进行解密处理；
从解密处理后的所述第四组数据流中提取出相应的有效数据。
5.一种音频发送终端，其特征在于，所述音频发送终端包括：
第一转换模块，用于读取待发送的有效数据，并将读取的所述有效数据转换成第一组数据流；
第二转换模块，用于读取音频载波文件，并将读取的所述音频载波文件转换成第二组数据流；
嵌入模块，用于将所述第一转换模块转换得到的所述第一组数据流与所述第二转换模块转换得到的所述第二组数据流进行叠加混合，得到第三组数据流；
编码模块，用于对所述嵌入模块输出的第三组数据流进行编码处理；
播放模块，用于播放输出所述编码处理后的第三组数据流。
6.如权利要求5所述的音频发送终端，其特征在于，所述音频发送终端还包括：
加密模块，用于对所述编码模块编码处理后的所述第三组数据流进行加密处理；
数/模转换模块，用于对所述加密模块加密处理后的所述第三组数据流进行数/模转换处理，得到模拟音频信号，并将所述模拟音频信号输出到所述播放模块，由所述播放模块播放所述模拟音频信号。
7.如权利要求5所述的音频发送终端，其特征在于，所述嵌入模块包括：
分割子模块，用于对所述第二组数据流进行时域分割处理，得到多个码块；
提取子模块，用于每隔所述码块的四分之三长度提取一段码流；
变换子模块，用于对所述提取子模块提取的各段码流分别进行加窗处理后，利用第一组数据流，对各段码流分别进行N点的离散傅里叶变换；
修正子模块，用于在所述变换子模块执行完毕后，根据每段对应的相位分量，对所述码流进行幅值修正；
反变换子模块，用于对所述修正子模块修正后的各段码流进行离散傅里叶变换的反变换，得到重构的码流；
组合子模块，用于对各段所述反变换子模块重构的码流进行组合，得到第三组数据流。
8.一种音频接收终端，其特征在于，所述音频接收终端包括：
获取模块，用于获取音频发送终端播放中的模拟音频信号；
模/数转换模块，用于对所述获取模块获取到的所述模拟音频信号进行模/数转换处理，得到第四组数据流；
提取模块，用于从所述第四组数据流中提取出相应的有效数据。
9.如权利要求8所述的音频接收终端，其特征在于，所述音频接收终端还包括：
解密模块，用于对所述模/数转换模块得到的所述第四组数据流进行解密处理；
所述提取模块用于从所述解密模块解密处理后的所述第四组数据流中提取出相应的有效数据。
10.一种数据隐匿传输系统，包括音频发送终端和音频接收终端，其特征在于，所述音频发送终端是如权利要求5、6或7所述的音频发送终端，所述音频接收终端是如权利要求8或9所述的音频接收终端。
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| CN201310698992.5A CN104732980A (zh) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 音频发送终端、音频接收终端及数据隐匿传输方法、系统 |
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2013
- 2013-12-18 CN CN201310698992.5A patent/CN104732980A/zh active Pending
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