[發明專利]一種基于水印的安全明文圖像云存儲和處理方法

在審

• 申請號: 202110326756.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112991136A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 俞能海;張衛明;董曉娟
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;H04L29/08;G06F21/60
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

本發明提出一種基于水印的安全明文圖像云存儲和處理方法，包括：步驟1、初始化階段，管理機構MA初始化系統參數，圖像所有者IO、云服務器CS、圖像使用者IU注冊該系統，獲得各自的公私鑰和密文水??；步驟2、圖像上傳階段，在上傳圖像之前，IO和CS將IO的水印和CS的水印嵌入到圖像，獲得含IO和CS水印的圖像并將之存儲在云服務器；步驟3、圖像取回階段，當IO請求從CS取回圖像時，CS首先從云服務器上的圖像中抹除嵌入IO水印和CS水印，獲得原圖，將原圖發送回IO；步驟4、圖像分享階段，IU從CS上下載IO的圖像，CS從該圖像中抹除CS水印，同時將IU的水印嵌入該圖像，獲得含IU水印的圖像并將之發送給IU；步驟5、檢測被泄露圖像中是否存在CS水印或IU的水印，判斷是CS或IU泄露了IO的圖像。

技術領域

本發明涉及支持密文乘法運算與密文加法運算的加密技術與乘法擴頻水印技術，具體涉及在密文域實現對密文水印的嵌入，抹除與檢測。

背景技術

云存儲服務已經成為存儲和共享圖像的一種切實可行的方式。根據Facebook的統計數據，每天有3億照片被上傳到Facebook，同時，共享按鈕的平均瀏覽量為近一千萬個網站。用戶將數據存儲在云上，可減少本地設備上的存儲。但是數據放在社交平臺上就失去了用戶的保護，這些數據可能會被其他人濫用。例如圖像所有者上傳的圖像可能包含隱私信息，如身份證號碼，這時圖像所有者打算刪除云上的圖像。不幸的是，這對圖像所有者來說很困難，因為云存儲服務存在災難備份機制，云會存儲多個圖像副本于不同的服務器。因此，即使從當前刪除一個數據副本，其他副本仍存儲于其他線服務器。因此，如何保護云中數據的隱私和控制云數據的刪除是一個挑戰。

常用加密技術減少云中數據的安全問題和隱私問題。用戶的數據通常在存儲到云端之前被加密，因此加密的云數據可以保持私有和內容安全。刪除云中的加密數據是通過銷毀來相應的加密密鑰，導致加密的云數據無法被解密，進而無法訪問原來的明文數據，所以明文數據相當于被刪除。但加密后的數據失去了使用的方便性，不可見、不可讀、不可識別，這個瀏覽、查閱與展示帶來不便。外包明文數據是在現實中比外包密文數據更常見，如微信朋友圈上曬出的圖片Facebook上的視頻。但是，直接將明文外包到云上提供了數據的可展示性，但也帶了被濫用，被廣泛傳播，難刪除的問題。

發明內容

為了在云端的存儲明文數據的同時保護數據的所有權，防止數據的泄露和濫用，在數據脫離用戶的情況下控制數據的刪除，數據的無損取回和共享，本發明利用數字水印的可追溯性來識別泄漏用戶數據或不按用戶要求刪除用戶數據的云服務商。水印的嵌入、去除和檢測操作在加密域中進行，不暴露任何明文水印。水印的嵌入位置是隱藏，沒有人知道水印的嵌入位置。用戶上傳的數據有多種形式，如圖像、音頻和文檔等。這里以用戶上傳明文圖像為例來闡述本發明的內容。

本發明的技術方案為一種基于水印的安全明文圖像云存儲和處理方法，包括如下步驟：

步驟1、系統初始化階段，管理機構MA生成系統參數，圖像所有者IO、云服務器CS、圖像使用者IU獲得各自的公私鑰，分別記為代表各自身份的密文水印，分別記為和

步驟2、圖像上傳階段，在上傳圖像之前，IO和CS使用Diffie-Hellman密鑰交換協議生成它們的聯合公鑰和組合水印IO和CS將嵌入圖像X獲得CS將之解密獲得并將之存儲于服務器；

步驟3、圖像取回階段，當IO請求從CS取回時，CS和IO首先抹除被嵌入的水印SW_oc然后，獲得加密圖像發送給IO，IO將之解密獲得他/她的原始圖像X；

步驟4、圖像分享階段，IU從CS上下載IO的圖像需要將IU的身份水印W_u嵌入到中以跟蹤IU的私自散播行為，同時抹除嵌入的水印SW_oc；

步驟5、利用嵌入的水印信息進行泄露追蹤。

有益效果：