無線隱蔽通信調制與檢測技術

劉光傑 南京信息工程大學電子與信息工程學院教授、博士生導師、副院長，長期從事網絡與通信安 全方面的教學和研究工作，現為江蘇省計算機學會工控安 全專委會副主任、中國電子學會通信學分會通信與信息安 全專委會委員、中國圖像圖形學會數字媒體取證與安 全委員會委員、全 國信息安 全標準化技術委員會WG5工作組成員、工 信 部區塊鏈與數據安 全重點實驗室專 家會委員、江蘇省系統工程學會理事等，是國內外多個期刊和學術會議的審稿人。研制的網絡隱蔽信道檢測系統在108工程上得到了成功應用；研制的物聯網設備指紋庫、移動互聯網應用指紋庫、特網數據特征等模塊成功應用於某國家互聯網大數據分析系統；研制的加密流量檢測，與加密跳板節點分析的相應技術成功應用於國家國際口流量數據管控；研制的工控網絡安 全態勢感知系統，在航天、船舶等工業控制領域均有應用。近年來，在國內外重要學術期刊和國際學術會議上發表論文120余篇，其中SCI、EI檢索60余篇，授權發明專利12項，獲國防科技進步一等獎、江蘇省教學成果二等家各一項。近年來作為項目負責人，負責了國家重點研發計劃課題、國家242信息安 全專項、國家科技支撐計劃子課題、國家軍口863計劃、國家自然科學基金面上項目、軍口預研課題和若幹國內網絡安 全業務部門的研究課題，並為國家安 全相關業務部門長期提供技術咨詢服務。

第 1 章 無線隱蔽通信技術概述
1.1 無線隱蔽通信技術的起源
1.2 無線隱蔽通信協議和調制方法的分類
1.2.1 無線隱蔽通信協議分類
1.2.2 無線隱蔽通信調制方法分類
1.3 無線隱蔽通信的一般模型
1.3.1 系統模型
1.3.2 性能要素

第 2 章 星座圖調制類無線隱蔽通信模型
2.1 星座圖調制類無線隱蔽通信的一般模型
2.2 單一星座點調制類無線隱蔽通信模型
2.3 多星座點聯合調制類無線隱蔽通信模型
2.4 多播場景下的星座圖調制類無線隱蔽通信模型
2.4.1 系統模型
2.4.2 性能指標
2.4.3 現有多址接入技術在多播場景中的應用
2.5 MIMO 場景下的星座圖調制類無線隱蔽通信模型
2.5.1 系統模型
2.5.2 性能指標
2.5.3 現有方法

第 3 章 高隱蔽星座圖調制方法
3.1 基於分布匹配的星座圖調制方法
3.2 基於模型擬合的星座圖調制方法
3.3 理想 AWGN 信道下的無線隱蔽通信可靠性分析
3.4 仿真與驗證
3.4.1 仿真設置
3.4.2 抗檢測性
3.4.3 可靠性

第 4 章 高可靠星座圖調制方法
4.1 星座圖模擬混沌擾動調制方法
4.1.1 基於抖動模擬混沌編碼的擾動調制
4.1.2 基於抖動模擬混沌譯碼的解調
4.1.3 理想 AWGN 信道下模擬混沌碼字符號錯誤率分析
4.2 星座圖分區調制方法
4.2.1 基於鏡像分區的隱秘信息調制
4.2.2 基於鏡像載密解調星座圖的隱秘信息解調
4.2.3 理想 AWGN 信道下無線隱蔽通信信道可靠性分析
4.3 仿真與驗證
4.3.1 基於星座圖擾動調制的無線隱蔽通信信道
4.3.2 基於星座圖分區調制的無線隱蔽通信信道

第 5 章 MIMO 場景星座圖調制方法
5.1 基於預編碼的 MIMO 無線隱蔽通信調制方法
5.1.1 基於預編碼的人工噪聲調制
5.1.2 接收方載密信號恢覆與隱秘信息解調
5.2 基於信道狀態信息抖動的 MIMO 無線隱蔽通信調制方法
5.2.1 人工噪聲調制解調
5.2.2 信道狀態信息抖動與檢測方覆合殘差信號提取
5.3 仿真與驗證
5.3.1 仿真設置
5.3.2 抗檢測性
5.3.3 可靠性

第 6 章 多播場景星座圖調制方法
6.1 基於正交頻分多址接入的多播無線隱蔽通信調制方法
6.1.1 子載波信道分配
6.1.2 人工噪聲調制與解調
6.2 基於差分非正交多址接入的多播無線隱蔽通信調制方法
6.2.1 發送方人工噪聲功率分配與調制
6.2.2 各接收方隱秘信息解調
6.3 仿真結果與分析
6.3.1 可靠性
6.3.2 抗檢測性

第 7 章 無線隱蔽通信檢測技術概述
7.1 無線隱蔽通信檢測技術分類
7.1.1 鏈路層無線隱蔽通信信道檢測技術
7.1.2 編碼調制類無線隱蔽通信信道檢測技術
7.1.3 OFDM 調制類無線隱蔽通信信道檢測技術
7.1.4 星座點調制類無線隱蔽通信信道檢測技術
7.2 無線隱蔽通信調制信號的檢測模型
7.2.1 單天線檢測模型
7.2.2 多天線檢測模型

第 8 章 基於統計分布的無線隱蔽通信信號檢測方法
8.1 正常通信與隱蔽通信殘差信號幅值-相位分布的理論分析
8.1.1 正常通信殘差信號的幅值-相位概率密度函數
8.1.2 隱蔽通信信道殘差信號的幅值-相位概率密度函數
8.2 基於分布差異量化回歸的檢測方法
8.2.1 數據預處理
8.2.2 特征提取
8.2.3 分類器訓練與檢測
8.3 仿真與驗證
8.3.1 仿真實驗
8.3.2 軟件無線電平臺試驗

第 9 章 基於自相關特性的無線隱蔽通信信號檢測方法
9.1 理想信道模型下均衡殘差信號的平方自相關性分析
9.1.1 加性高斯白噪聲信道模型下均衡殘差信號的平方自相關分析
9.1.2 瑞利衰落信道模型下均衡殘差信號的平方自相關分析
9.2 均衡殘差信號自相關性檢測方法
9.3 仿真與驗證
9.3.1 對不同碼元長度隱蔽通信信道的檢測結果
9.3.2 對不同相關系數隱蔽通信信道的檢測結果
9.3.3 對不同相對信噪比隱蔽通信信道的檢測結果

第 10 章 基於深度學習的無線隱蔽通信信號檢測方法
10.1 無線通信信號的圖像表征
10.1.1 信號預處理
10.1.2 灰度圖生成
10.2 基於雙通道卷積神經網絡的無線隱蔽通信信號檢測
10.3 仿真與驗證
10.3.1 仿真實驗
10.3.2 軟件無線電平臺試驗

第 11 章 基於多偵測天線的隱蔽通信信號檢測方法
11.1 多偵測天線捕獲信號的相關性分析
11.1.1 正常通信殘差信號相關性分析
11.1.2 隱蔽通信信道殘差信號相關性分析
11.2 針對多偵測天線的無線隱蔽通信檢測方法
11.3 仿真與驗證
11.3.1 仿真設置
11.3.2 仿真結果分析

第 12 章 MIMO 場景無線隱蔽通信信號檢測方法
12.1 MIMO 場景下誤差信號的自相關矩陣定義
12.1.1 誤差信號矩陣
12.1.2 自相關矩陣
12.2 不同模式 MIMO 無線隱蔽通信信號的自相關性分析
12.2.1 常規模式下的自相關性分析
12.2.2 自適應模式下的自相關性分析
12.3 基於自相關性度量的 MIMO 無線隱蔽通信信號檢測
12.4 仿真結果與分析
參考文獻