[發(fā)明專利]一種基于數(shù)獨(dú)的漸進(jìn)式秘密圖像加密共享方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310486331.6
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103544674A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王智慧;底亞峰;王祎;張真誠
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 關(guān)慧貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息安全領(lǐng)域和圖像處理領(lǐng)域，具體的涉及一種基于數(shù)獨(dú)的使用有意義的影子圖像的漸進(jìn)式秘密圖像加密共享方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)對整個(gè)社會的科學(xué)與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與文化帶來了巨大的推動(dòng)，也使我們的日常生活發(fā)生了深刻的革命性變化，每天都會有越來越多的信息通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，其中不乏涉及到個(gè)人隱私、商業(yè)機(jī)密甚至國家安全等不可泄露的信息。因此，信息安全在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時(shí)代占有越來越重要的地位。同時(shí)，由于圖像信息的生動(dòng)形象的特點(diǎn)，圖像在互聯(lián)網(wǎng)上的傳播也日益頻繁。但由于網(wǎng)絡(luò)的不安全性，這些圖像信息在傳輸過程中可能丟失或被破壞，一些惡意攻擊者也可能試圖利用網(wǎng)絡(luò)竊取傳輸?shù)男畔磉_(dá)到自己不正當(dāng)?shù)哪康模麄円坏└`取成功，就會對消息傳遞者造成無法估計(jì)的損失，如果這些信息關(guān)系到政府部門或國家機(jī)關(guān)的重大決策，后果不堪設(shè)想。因此如何確保機(jī)密圖像在互聯(lián)網(wǎng)上的安全傳輸成了一個(gè)備受關(guān)注的世界性課題，而秘密圖像共享方案作為機(jī)密圖像信息安全傳輸及保護(hù)的重要機(jī)制引起了研究者的廣泛關(guān)注。

秘密圖像共享是在秘密共享的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其本質(zhì)是將秘密共享技術(shù)應(yīng)用到圖像上，從而實(shí)現(xiàn)秘密圖像在互聯(lián)網(wǎng)傳輸過程中不被竊取或破壞。秘密共享是信息安全和數(shù)據(jù)保密的一項(xiàng)重要技術(shù)，它在重要信息的傳輸過程中起著非常關(guān)鍵的作用。秘密共享技術(shù)解決了機(jī)密信息存一份以保持其高度機(jī)密性，還是存多份以確保其不因意外因素而損毀的問題。

為了避免因某一份影子圖像被竊取而對秘密圖像造成泄露的威脅，Chen和Lin提出了一種秘密圖像共享方案，該方案將秘密圖像分成n份同等重要的部分。除此之外，在秘密圖像傳輸?shù)倪^程中可以使用n個(gè)不同的通道（每一份使用一個(gè)通道），如果被惡意破壞者竊聽了最多r₁-1個(gè)通道（r₁≤…≤r_k≤n），也不會造成秘密圖像信息泄露，與此同時(shí)，最多n-r_k個(gè)通道的斷開也不會影響到秘密圖像的無損還原。它最大的優(yōu)勢在于使用不同數(shù)量的影子圖像還原得到的秘密圖像的質(zhì)量不同，也就是說，使用數(shù)量越多的影子圖像還原得到的秘密圖像的質(zhì)量越高，更容易被應(yīng)用在實(shí)際環(huán)境中，例如對安全問題要求苛刻的圖像信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，避免因泄露少量影子圖像而造成秘密圖像的泄露。但是，這個(gè)方案得到的影子圖像的品質(zhì)不是很高，會導(dǎo)致其在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)存在一定風(fēng)險(xiǎn)，并且其嵌入秘密圖像和還原秘密圖像的方法不是很簡潔，有待改進(jìn)。

總之，圖像秘密共享存在著很多難以解決的問題，例如影子圖像無意義和失真，算法過于復(fù)雜。好的圖像秘密共享方案應(yīng)該做到影子圖像不超過原始圖像大小，影子圖像是有意義的并且有著好的視覺質(zhì)量，當(dāng)然方法的簡潔性也要好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)難題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，發(fā)明一種基于數(shù)獨(dú)（Sudoku）的利用有意義的影子圖像的漸進(jìn)式秘密圖像共享方法，該方法將秘密圖像分別藏入到若干張載體圖像中，得到相同數(shù)量的影子圖像，這些影子圖像與原圖在視覺上幾乎無區(qū)別；在還原過程中，使用不同數(shù)量的影子圖像會得到效果不同的還原后的秘密圖像。這樣生成的有意義質(zhì)量高的影子圖像，在很大程度上降低了影子圖像在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中被懷疑的可能性，有效防止了被惡意破壞者所竊取。而以上優(yōu)點(diǎn)在于我們的方法使用是基于數(shù)獨(dú)的漸進(jìn)式秘密圖像共享方法，這一創(chuàng)新在于利用數(shù)獨(dú)的特性，

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于數(shù)獨(dú)的漸進(jìn)式秘密圖像共享方法，其特征是，該方法利用數(shù)獨(dú)來進(jìn)行秘密圖像的加密共享和還原；此方法包括兩個(gè)部分，一部分是秘密圖像加密共享過程，即將秘密圖像分別藏入若干張載體圖像中，生成若干張對應(yīng)的影子圖像；另一部分是秘密圖像的還原過程，即將秘密圖像從影子圖像中還原出來；下面是上述兩個(gè)部分的詳細(xì)的過程描述：

1）秘密圖像加密共享過程

設(shè)使用的數(shù)獨(dú)為stu，大小為N^2×N²；在準(zhǔn)備階段，我們使用該數(shù)獨(dú)生成一個(gè)256×256的魔幻矩陣M，具體的方法是:

For?i=0?to?255

For?j=0?to?255

M[i][j]=stu[i?mod?N²][j?mod?N²]，

得到矩陣后，進(jìn)行如下步驟：