[發明專利]一種基于搜索最佳密鑰的數字圖像隱寫方法

有效

• 申請號: 201710341815.X
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107169913B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 陳貞佐;楊任爾;王讓定;陳計
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;H04L9/06;H04L9/08
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司33102
• 代理人: 鄧青玲

技術領域

本發明涉及一種基于搜索最佳密鑰的數字圖像隱寫方法。

背景技術

隱寫術是利用文本、聲音、圖像以及視頻等多媒體中的冗余和人類感官冗余，把信息隱藏在多媒體中，通過公共網絡傳送出去而實現了的隱蔽通信。隱寫術不但隱藏了通信的內容，同時隱藏了通信的事實。由于網絡上圖像的大量存在以及圖像數據的冗余大、可嵌入秘密信息的容量也大等特點，目前主流的隱寫術是以圖像為載體的。圖像隱寫算法的目的是把盡可能多的秘密信息嵌入圖像中，并不被隱寫分析者發現，因此視覺不可感知性能、抗統計檢測性、隱藏容量是圖像隱寫系統最重要的性能。采用改進嵌入算法，或者選擇適合的隱寫載體，或者對秘密信息進行預處理等策略可以提高隱寫系統的性能。

實驗可以驗證秘密信息經過DES加密預處理的隱寫系統，對于LSB類隱寫算法，評價隱寫系統抗統計檢測性和安全性的指標直方圖失真與相對熵有較大提升；而對于DCT變化域的隱寫算法、基于游程長度隱寫算法、基于改進的像素差與菱形編碼的隱寫算法情況是不確定的。經過DES加密的秘密信息嵌入到有的載體圖像中，隱寫系統的抗統計檢測性和安全性會提升，但嵌入到有的載體圖像的隱寫系統的抗統計檢測性和安全性反而會降低。這說明了加密后的秘密信息是具有偽隨機特性的比特流，它對于有的隱寫系統來講能提高隱寫系統的抗統計檢測性和安全性，但對于另外的隱寫系統來說反而會降低隱寫系統的抗統計檢測性，因此它不是最佳分布的比特流，也就是說我們無法單獨判斷一個比特流分布是否優劣。這種不確定其實也蘊含了提高隱寫系統抗統計檢測性的潛在的可能性，對于秘密信息加密預處理并沒有給系統帶來性能上增益，那么具有其它隨機特征分布比特流可能會使隱寫系統的抗統計檢測性有所提高，這就必須綜合考慮到隱寫系統的另外兩個因素：隱寫算法與載體圖像，提高性能的根本在于秘密信息是否充分發揮隱寫算法的優勢，達到與載體圖像無縫融合或近似于無縫融合的最佳匹配關系，而達到這種最佳匹配關系可以通過對秘密信息進行適合的預處理。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種基于搜索最佳密鑰數字圖像隱寫方法，該方法能優化隱寫系統的性能。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于搜索最佳密鑰的數字圖像隱寫方法，將原始秘密信息進行加密，然后將加密后的密文信息通過隱寫算法嵌入到載體圖像中，形成最終的隱寫圖像，其特征在于：所述原始秘密信息通過如下步驟進行加密：

步驟(1)、原始秘密信息分組：把原始秘密信息進行編碼轉化成長度為n的比特流，用A＝(e₁,e₂,…,e_n)表示，其中e_i∈{0,1}，i＝1,2,…,n，然后把長度為n的比特流分成長度為l的k組，其中k＝n/l，分組以后的比特流A＝(A₁,A₂,…,A_k)，其中第m組秘密信息為A_m＝(e_l(m-1)+1,e_l(m-1)+2,…,e_l(m-1)+l)，m＝1,2,…,k；

步驟(2)、生成2^l個長度為l的密鑰：分別把0，1，…，2^l-1共2^l個數轉化成長度為l的二進制數作為2^l個密鑰，其中第x個密鑰用key_x＝(e_x1,e_x2,…,e_xl)表示，其中e_xh∈{0,1}，x＝1,2,…,2^l，h＝1,2,…,l；

步驟(3)、對原始秘密信息加密：將原始秘密信息中的全部k組秘密信息分別用步驟(2)生成的2^l個長度為l的密鑰中一個密鑰進行異或加密，產生原始秘密信息的一個版本的密文信息；采用同樣方法，利用其余的2^l-1個密鑰分別對原始秘密信息中的全部k組秘密信息進行異或加密，得到原始秘密信息的其余2^l-1個版本的密文信息；

步驟(4)、將步驟(3)得到的2^l個版本的密文信息分別嵌入到預先給出的測試載體圖像中，分別得到2^l個版本的測試隱寫圖像，然后根據測試載體圖像來評估2^l個版本的測試隱寫圖像的隱寫性能，得到隱寫性能最佳時原始秘密信息所使用的密鑰，將該密鑰作為原始秘密信息的最佳密鑰；