一種干擾信號(hào)編碼方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種干擾信號(hào)編碼方法及裝置，包括：對需保護(hù)的視頻信息添加干擾信號(hào)，所述干擾信號(hào)為視穩(wěn)定相關(guān)干擾信號(hào)，周期與所述視頻信息的幀周期相同；利用真隨機(jī)序列輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)；對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行截圖和預(yù)處理，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)與上一幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣；將與所述位置信息矩陣對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，生成實(shí)時(shí)干擾信號(hào)。本發(fā)明有效防止了重要計(jì)算機(jī)無意泄漏出的電磁信號(hào)被不法分子接收、還原，對社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序造成危害的問題，極大地增加了信息還原的難度。
【專利說明】一種干擾信號(hào)編碼方法與裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，尤其涉及一種干擾信號(hào)編碼方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)，系統(tǒng)的顯示屏、機(jī)殼縫隙、鍵盤、連接電纜和接口等處會(huì)發(fā)生信息的電磁泄漏，泄漏方式為線路傳導(dǎo)發(fā)射和空間輻射，泄漏強(qiáng)度取決于系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作特性。
[0003]國內(nèi)外的研究表明，可以通過接收設(shè)備(接收機(jī)、頻譜儀等)捕捉計(jì)算機(jī)的電磁泄漏信號(hào)，并通過后期數(shù)據(jù)處理方法，還原出計(jì)算機(jī)的原始視頻信息。
[0004]為了減少計(jì)算機(jī)視頻信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)，處理重要信息的計(jì)算機(jī)必須采取安全防護(hù)措施。采用信號(hào)干擾器是一種常用且有效的防護(hù)措施。信號(hào)干擾器通過發(fā)射電磁干擾信號(hào)，以掩蓋計(jì)算機(jī)泄露信息的內(nèi)容和特征，使接收方無法從接收信號(hào)中還原視頻信息。
[0005]信號(hào)干擾器的關(guān)鍵技術(shù)之一就是干擾信號(hào)生成方法，目前市售的電磁泄漏信號(hào)干擾器采用的干擾信號(hào)大多為白噪聲或視穩(wěn)定干擾信號(hào)。但是，對于白噪聲信號(hào)來說，一般通過m序列等偽隨機(jī)序列生成，這種方法雖然實(shí)現(xiàn)簡單，但干擾效率較低，在信息還原時(shí)很容易采用周期累加法或時(shí)頻分析法將干擾信號(hào)從接收還原信號(hào)中濾除；而對于視穩(wěn)定干擾信號(hào)來說，其信號(hào)周期與視頻信息幀周期相同，內(nèi)容穩(wěn)定不變，它雖然可以有效防止采取周期累加法的信息還原手段，卻為時(shí)頻分析法留下了便利，接收方能夠通過對干擾信號(hào)的接收及數(shù)據(jù)處理從中提取出干擾信號(hào)的完整序列，進(jìn)而通過信號(hào)處理方法將干擾信號(hào)從接收還原信號(hào)中濾除。
[0006]根據(jù)以上描述可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中的干擾信號(hào)生成方法均無法有效防止周期平均法或時(shí)頻分析法等數(shù)據(jù)處理方法的信息還原技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](一)要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明提供一種干擾信號(hào)編碼方法及裝置，以有效防止通過現(xiàn)有信息還原技術(shù)從電磁泄漏信號(hào)中還原出原始視頻信息。
[0009](二)技術(shù)方案
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種干擾信號(hào)編碼方法，包括:
[0011]對需保護(hù)的視頻信息添加干擾信號(hào)，所述干擾信號(hào)為視穩(wěn)定相關(guān)干擾信號(hào)，周期與所述視頻信息的幀周期相同；
[0012]利用真隨機(jī)序列輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)；
[0013]對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行截圖和預(yù)處理，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)與上一幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣；
[0014]將與所述位置信息矩陣對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，生成實(shí)時(shí)干擾信號(hào)。[0015]進(jìn)一步地，所述利用真隨機(jī)序列輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)包括:
[0016]利用真隨機(jī)序列作為編碼直接輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)；
[0017]或，利用真隨機(jī)序列作為調(diào)制信號(hào)源，從信號(hào)庫中隨機(jī)選擇編碼作為干擾信號(hào)的初始編碼，輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，所述信號(hào)庫的頻譜特性與需保護(hù)的視頻信息電磁泄漏信號(hào)特征相同。
[0018]進(jìn)一步地，所述對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行截圖和預(yù)處理，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)與上一幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣包括:
[0019]對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行全屏截圖，并降低圖像數(shù)據(jù)的位寬，將原始彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像，通過逐像素點(diǎn)對比當(dāng)前幀與上一幀的圖像數(shù)據(jù)，得到顏色發(fā)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣。
[0020]進(jìn)一步地，
[0021]在所述對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行全屏截圖之后，且在所述降低圖像數(shù)據(jù)的位寬之前，還包括:對截圖進(jìn)行剪裁，保留截圖的中心區(qū)域；
[0022]所述形成位置信息矩陣還包括:將所述位置信息矩陣按照在截圖中的相應(yīng)位置，恢復(fù)為原截圖尺寸大小的位置信息矩陣。
[0023]進(jìn)一步地，所述將與所述位置信息對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)包括:
[0024]當(dāng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，將與所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)。
[0025]另一方面，本發(fā)明還提供一種干擾信號(hào)編碼裝置，包括添加單元、輸出單元、處理單元和替換單元，所述添加單元、輸出單元和處理單元分別與所述替換單元相連，其中:
[0026]添加單元，用于對需保護(hù)的視頻信息添加干擾信號(hào)，所述干擾信號(hào)為視穩(wěn)定相關(guān)干擾信號(hào)，周期與所述視頻信息的幀周期相同；
[0027]輸出單元，用于利用真隨機(jī)序列輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)；
[0028]處理單元，用于對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行截圖和預(yù)處理，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)與上一幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣；
[0029]替換單元，用于將與所述位置信息矩陣對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，生成實(shí)時(shí)干擾信號(hào)。
[0030]進(jìn)一步地，所述輸出單元還用于:
[0031]利用真隨機(jī)序列作為編碼直接輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)；
[0032]或，利用真隨機(jī)序列作為調(diào)制信號(hào)源，從信號(hào)庫中隨機(jī)選擇編碼作為干擾信號(hào)的初始編碼，輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，所述信號(hào)庫的頻譜特性與需保護(hù)的視頻信息電磁泄漏信號(hào)特征相同。
[0033]進(jìn)一步地，所述處理單元還用于:
[0034]對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行全屏截圖，并降低圖像數(shù)據(jù)的位寬，將原始彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像，通過逐像素點(diǎn)對比當(dāng)前幀與上一幀的圖像數(shù)據(jù)，得到顏色發(fā)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣。[0035]進(jìn)一步地，所述處理單元還用于:
[0036]對截圖進(jìn)行剪裁，保留截圖的中心區(qū)域；
[0037]將所述位置信息矩陣按照在截圖中的相應(yīng)位置，恢復(fù)為原截圖尺寸大小的位置信息矩陣。
[0038]進(jìn)一步地，所述替換單元還用于:
[0039]當(dāng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，將與所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)。
[0040](三)有益效果
[0041]可見，在本發(fā)明提供的干擾信號(hào)編碼方法及裝置中，在初始情況下為嚴(yán)格的周期信號(hào)，但當(dāng)視頻信息中的圖像發(fā)生改變后，干擾信號(hào)會(huì)根據(jù)圖像的變化情況改變其中的一部分，以重新生成另一個(gè)嚴(yán)格周期的信號(hào)，可以有效防止采用周期平均法的還原技術(shù)。
[0042]同時(shí)，本發(fā)明采用了真隨機(jī)序列干擾信號(hào)作為視頻信息變化后的干擾信號(hào)替換，這種干擾信號(hào)不可預(yù)測，無法從已經(jīng)接收、搜集到的干擾信號(hào)中推測出下一時(shí)刻的信號(hào)，也有效避免了采用時(shí)頻分析法的還原技術(shù)。
[0043]因此，本發(fā)明防止了重要計(jì)算機(jī)無意泄漏出的電磁信號(hào)被不法分子接收、還原，對社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序造成危害的問題，極大地增加了信息還原的難度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0045]圖1是本發(fā)明實(shí)施例干擾信號(hào)編碼方法的基本流程示意圖；
[0046]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1干擾信號(hào)編碼方法的流程示意圖；
[0047]圖3是本發(fā)明實(shí)施例干擾信號(hào)編碼裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0049]計(jì)算機(jī)顯示視頻信息中，如果鄰近兩個(gè)像素的顏色不同，說明它們的R、G、B值不同，在將視頻信息由計(jì)算機(jī)顯卡向顯示器傳輸時(shí)，會(huì)把不同的顏色轉(zhuǎn)換為不同的VGA信號(hào)電平值。在傳輸兩個(gè)不同顏色的鄰近像素時(shí)，其電平和電流會(huì)產(chǎn)生跳變。根據(jù)電磁場理論，交變電流會(huì)產(chǎn)生電磁場。通過接收設(shè)備如接收機(jī)等接收泄漏出的電磁信號(hào)，通過一系列算法，就可以將原始視頻信息還原出來。
[0050]由于空間中存在很多噪聲，因此在還原計(jì)算機(jī)視頻信息電磁泄漏信號(hào)時(shí)，通常會(huì)采用一些信號(hào)處理方法以提高信噪比，優(yōu)化還原效果。目前比較常用的方法有周期累加法和時(shí)頻分析法:[0051]周期累加法通過將多幀圖像疊加取平均的方式還原出原始視頻信息，原理如下:
[0052]設(shè)白噪聲和視頻信息的合成可表示為:
[0053]M(t)=S(t)+N(t)
[0054]其中M(t)表示空間合成信號(hào)；S(t)表示視頻信息電磁泄漏信號(hào)；N(t)表示噪聲干擾信號(hào)。
[0055]假設(shè)視頻顯示圖像不發(fā)生變化，若每隔一幀時(shí)間Tv對干擾信號(hào)采樣，采樣頻率為視頻信息的點(diǎn)頻，對應(yīng)屏幕上第i點(diǎn)的第k次采樣值表示為:
[0056]M (kTv+iT) =S (kTv+iT) +N (kTv+iT)
[0057]其中i取自然數(shù)，T為采樣周期，Tv為幀為周期。采樣η幀后對采樣結(jié)果進(jìn)行線性疊加有:
【權(quán)利要求】
1.一種干擾信號(hào)編碼方法,其特征在于,包括: 對需保護(hù)的視頻信息添加干擾信號(hào)，所述干擾信號(hào)為視穩(wěn)定相關(guān)干擾信號(hào)，周期與所述視頻信息的幀周期相同； 利用真隨機(jī)序列輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)； 對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行截圖和預(yù)處理，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)與上一幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣； 將與所述位置信息矩陣對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，生成實(shí)時(shí)干擾信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干擾信號(hào)編碼方法，其特征在于，所述利用真隨機(jī)序列輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)包括: 利用真隨機(jī)序列作為編碼直接輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)； 或，利用真隨機(jī)序列作為調(diào)制信號(hào)源，從信號(hào)庫中隨機(jī)選擇編碼作為干擾信號(hào)的初始編碼，輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，所述信號(hào)庫的頻譜特性與需保護(hù)的視頻信息電磁泄漏信號(hào)特征相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干擾信號(hào)生成方法，其特征在于，所述對所述視頻信息的當(dāng)前中貞進(jìn)行截圖和預(yù)處理，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)與上一幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣包括: 對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行全屏截圖，`并降低圖像數(shù)據(jù)的位寬，將原始彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像，通過逐像素點(diǎn)對比當(dāng)前幀與上一幀的圖像數(shù)據(jù)，得到顏色發(fā)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干擾信號(hào)生成方法，其特征在于: 在所述對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行全屏截圖之后，且在所述降低圖像數(shù)據(jù)的位寬之前，還包括:對截圖進(jìn)行剪裁，保留截圖的中心區(qū)域； 所述形成位置信息矩陣還包括:將所述位置信息矩陣按照在截圖中的相應(yīng)位置，恢復(fù)為原截圖尺寸大小的位置信息矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的干擾信號(hào)生成方法，其特征在于，所述將與所述位置信息對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)包括: 當(dāng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，將與所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)。
6.一種干擾信號(hào)編碼裝置，其特征在于，包括添加單元、輸出單元、處理單元和替換單元，所述添加單元、輸出單元和處理單元分別與所述替換單元相連，其中: 添加單元，用于對需保護(hù)的視頻信息添加干擾信號(hào)，所述干擾信號(hào)為視穩(wěn)定相關(guān)干擾信號(hào)，周期與所述視頻信息的幀周期相同； 輸出單元，用于利用真隨機(jī)序列輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)； 處理單元，用于對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行截圖和預(yù)處理，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)與上一幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣； 替換單元，用于將與所述位置信息矩陣對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，生成實(shí)時(shí)干擾信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干擾信號(hào)編碼裝置，其特征在于，所述輸出單元還用于:利用真隨機(jī)序列作為編碼直接輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)； 或，利用真隨機(jī)序列作為調(diào)制信號(hào)源，從信號(hào)庫中隨機(jī)選擇編碼作為干擾信號(hào)的初始編碼，輸出真隨機(jī)序列干擾信號(hào)，所述信號(hào)庫的頻譜特性與需保護(hù)的視頻信息電磁泄漏信號(hào)特征相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干擾信號(hào)編碼裝置，其特征在于，所述處理單元還用于: 對所述視頻信息的當(dāng)前幀進(jìn)行全屏截圖，并降低圖像數(shù)據(jù)的位寬，將原始彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像，通過逐像素點(diǎn)對比當(dāng)前幀與上一幀的圖像數(shù)據(jù)，得到顏色發(fā)生變化的點(diǎn)的位置信息，形成位置信息矩陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干擾信號(hào)編碼裝置，其特征在于，所述處理單元還用于: 對截圖進(jìn)行剪裁，保留截圖的中心區(qū)域； 將所述位置信息矩陣按照在截圖中的相應(yīng)位置，恢復(fù)為原截圖尺寸大小的位置信息矩陣。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的干擾信號(hào)編碼裝置，其特征在于，所述替換單元還用于: 當(dāng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，將與所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的點(diǎn)的位置信息對應(yīng)的干擾信號(hào)替換為真隨機(jī)序列干擾 信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04N5/913GK103888704SQ201410088356
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】朱海濤, 張超, 范偉, 黃偉慶, 馮進(jìn)偉, 王晶晶 申請人:中國科學(xué)院信息工程研究所