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摘要：在信息时代和互联网时代,网络安全以及安全的网络通信变得越来越重要。传统网络下的隐蔽通信技术具有易被检测,易暴露等缺点,并且传统隐蔽信道的检测技术非常成熟,很难满足隐蔽通信的需求。区块链技术的去中心化、匿名性、不可篡改等特点促使区块链成为天然的公共数据平台和公共基础设施,很容易被作为信息载体在合法交易的掩蔽下进行秘密通信。由于区块链的特殊机制,一些区块链隐蔽通信方案存在秘密信息隐蔽性弱、识别筛选含密交易繁琐、可用性差及综合性能低等问题。针对以上问题,本文对基于区块链隐蔽通信的相关文献进行了深入的研究。通过总结分析提出并设计了新的区块链网络环境下的隐蔽通信方案,解决了所存在的部分问题,能够在区块链网络中安全的构建隐蔽信道进行隐蔽通信。论文主要工作如下:（1）本文结合区块链的系统特性以及现有的隐蔽通信方案,构建了区块链网络环境下进行隐蔽通信的一般模型,并将区块链网络环境下的隐蔽通信同传统网络下的隐蔽通信进行了比较性研究,分析并总结了区块链环境下进行隐蔽通信的三个主要步骤所涉及的关键问题。（2）设计了一种基于区块链交易机制的隐蔽通信方案。在区块链中以正常交易为掩蔽,利用地址生成机制在公钥哈希字段中嵌入秘密信息;结合哈希算法提出了新的密钥更新机制,构建了隐蔽信道,在保证安全性的同时,能够实现信道的更新,避免了地址复用;利用比特币防“双花”机制,解决了支付到假公钥哈希方法存储信息燃烧比特币的问题。（3）设计了一种基于区块链多载体协同的半构造式隐蔽通信方案。利用区块链构建交易时生成的多个字段作为载体,使用半构造式信息隐藏方法嵌入秘密信息;利用哈希算法保证含密字段不具有特殊性,设置预共享密钥保证通信安全,同时保证通信的延续;利用椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换算法快速识别交易并实现地址更新。所提方案在真实的比特币区块链网络中进行了实验,验证了其安全性、可用性和高效性。
关键词：隐蔽通信;区块链;
文章目录
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题研究内容和创新点
1.4 论文组织结构
第二章 相关概念和技术
2.1 信息隐藏
2.1.1 信息隐藏定义
2.1.2 无载体信息隐藏
2.2 隐蔽通信
2.2.1 隐蔽通信定义
2.2.2 传统隐蔽通信模型
2.3 密码学技术
2.3.1 对称密码学
2.3.2 非对称密码学
2.3.3 哈希算法
2.3.4 数字签名算法
2.3.5 椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换算法
2.4 比特币
2.4.1 比特币标准交易脚本类型
2.4.2 永远无法被消耗的UTXO
2.4.3 比特币的防“双花”机制
2.5 本章小结
第三章 区块链隐蔽通信模型
3.1 区块链上存储信息的方法研究
3.1.1 固定字段存储信息
3.1.2 半构造式信息隐藏方法存储信息
3.1.3 其它存储信息的方法
3.2 区块链隐蔽通信一般模型
3.3 关键问题分析
3.3.1 信息嵌入
3.3.2 交易识别
3.3.3 信息提取
3.4 本章小结
第四章 基于区块链交易机制的隐蔽通信方案
4.1 方案模型
4.2 符号介绍
4.3 方案具体流程
4.3.1 嵌入秘密信息
4.3.2 提取秘密信息
4.3.3 更新密钥和地址
4.3.4 交易撤回机制
4.4 方案分析
4.4.1 匿名性
4.4.2 隐蔽性
4.4.3 安全性
4.5 方案实验分析
4.5.1 在比特币网络上进行实验
4.5.2 方案比较与分析
4.6 本章小结
第五章 基于区块链多载体协同的半构造式隐蔽通信方案
5.1 BLOCCE方案
5.2 方案模型
5.3 符号介绍
5.4 方案具体流程
5.4.1 嵌入秘密信息
5.4.2 提取秘密信息
5.4.3 更新地址
5.5 方案实验分析
5.5.1 在比特币网络上进行实验
5.5.2 方案与比较分析
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 未来工作展望
参考文献
[1]基于语言特征的文本无载体隐写方法研究[D]. 邹孜逸.青岛大学 2021
[2]基于网络协议的隐写方法研究与设计[D]. 王婧雨.青岛大学 2021
[3]文本无载体信息隐藏技术研究[D]. 张维.战略支援部队信息工程大学 2020
[4]基于文本的无载体隐写方法研究与设计[D]. 孙丛飞.青岛大学 2020
[5]无载体信息隐藏算法研究[D]. 王泽豪.西安电子科技大学 2019
[6]基于区块链的电子病历系统的设计与实现[D]. 张圣垚.哈尔滨工业大学 2018
[7]基于区块链的云取证系统研究与实现[D]. 徐蕾.西南科技大学 2017
[8]数字签名在云计算中的研究与应用[D]. 吕伟.南京邮电大学 2015
