Использование семейств ортогональных функций для кодирования данных в схеме хаотической маскировки

Аннотация

Введение: хаотическая маскировка сообщений применяется для скрытой передачи данных по каналам связи. Су-
ществующие схемы хаотической маскировки требуют сложной системы согласования хаотических генераторов и не
устойчивы к передаче сигнала по зашумленному каналу связи. Одним из возможных путей решения данной проблемы
является использование алгоритмов кодирования сообщений, позволяющих извлекать их из шумового контейнера без
дополнительной информации о генераторе шума. Цель: разработка схемы хаотической маскировки, не требующей со-
гласования генераторов шума и устойчивой к передаче по зашумленным каналам. Методы: представление передава-
емого сигнала в виде суперпозиции ортогональных функций с весовыми коэффициентами, определяемыми битами
передаваемого сообщения. Извлечение сообщения из хаотического сигнала путем вычисления проекции полученного
сигнала на семейство ортогональных функций. Результаты: на базе метода кодирования сообщения с помощью се-
мейства ортогональных функций разработана схема хаотической маскировки для скрытой передачи данных. Отли-
чительной особенностью предложенной схемы является отсутствие необходимости синхронизации генераторов шума
передающей и принимающей сторонами. Сокрытие сообщения происходит простым подмешиванием полезного сигнала
к передаваемому хаотическому. Извлечение полезного сигнала осуществляется благодаря свойству ортогональности
семейства функций, участвующих в кодировании сообщения. Предполагается, что проекция шума на ортогональные
функции имеет малое значение. Для вычисления проекции сигнала на ортогональные функции выполнено численное
интегрирование. Проведен компьютерный эксперимент для двух семейств простых тригонометрических функций.
Определено, что при отношении уровня шума к полезному сигналу 38 дБ вероятность передачи одного байта сообще-
ния без потерь превышает 0,95, что удовлетворяет требованиям к современным системам хаотической маскировки.
Доказано, что результаты извлечения сообщения существенно зависят от точности численного интегрирования. Для
повышения допустимого уровня шумового сигнала необходимо применять более точные методы интегрирования. Прак-
тическая значимость: на основе результатов исследования могут быть спроектированы и реализованы системы со
скрытой передачей сообщений. Предложенный подход позволяет повысить устойчивость схемы хаотической маски-
ровки к шумам в каналах связи.