[發明專利]一種基于區塊鏈認證具備公共重建的分布式秘密圖像分享方法

有效

• 申請號: 202110604773.0
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113312604B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 熊禮治;朱蓉
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06F21/36
• 分類號: G06F21/36;G06F21/45;G06F21/60
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周科技

本發明公開了一種基于區塊鏈認證具備公共重建的分布式秘密圖像分享方法，包括分享過程和公共重建過程；所述分享過程包括：分享者對原圖進行像素置亂并劃分為若干像素單元，根據單元像素生成n幅陰影圖像并計算哈希值，將哈希值寫入區塊鏈；將陰影圖像上傳至分布式云網絡，分享者接收網絡返回的哈希值并分享給n位參與者；所述公共重建過程包括：參與者接收對應的哈希值，并請求獲得另外n?1個哈希值，通過分布式云網絡獲得對應的n?1幅陰影圖像；計算n幅圖像的哈希值并與區塊鏈上存儲的相應哈希值對比，使用哈希值對比結果相同的若干幅陰影圖像進行秘密圖像重建。本發明大幅提高秘密圖像分享和重建的效率，并能在公開的分布式網絡實現秘密分享。

技術領域

本發明屬于計算機技術和信息安全領域，具體涉及秘密圖像分享及基于區塊鏈的數據認證和公共重建方法。

背景技術

秘密圖像分享是結合了秘密分享和數字圖像處理的信息安全技術，秘密圖像分享技術的特點是以秘密圖像像素為單位，通過分享技術生成無意義的陰影圖像，使得攻擊者無法直接從陰影圖像中獲取的秘密圖像。對于一個(k,n)門限的秘密分享方法，只有獲得等于或者大于閾值k幅陰影圖像，將其結合才能重建出原始秘密圖像。

區塊鏈是一個由節點參與的共享，不可更改，不可偽造的分布式數據庫系統，由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成，每一個區塊都包含上一個區塊的哈希值，由于區塊生成要經過共識，想要篡改區塊鏈中保存的數據需要攻擊整個網絡中半數以上的節點，保證了鏈上數據的公開透明以及不可篡改性。

IPFS是分布式網絡，點對點的超媒體協議，網絡中每個節點都存有文件副本，不存在單點故障問題，同樣攻擊者若想要篡改網絡中的文件，需要攻擊網絡半數以上節點。另外，IPFS采用了內容尋址，存儲在網絡中的數據都擁有唯一的哈希值，用戶通過哈希值查詢下載對應文件，保證文件的真實性。

當前的秘密圖像分享方案，使用多項式系數來隱藏秘密圖像的像素，生成陰影圖像發送給n個參與者。當接收到進行重建的請求時，接收者收集到k幅陰影圖像后必須在本地進行重建秘密圖像。隨著云計算和大數據的發展，在公共網絡環境下進行秘密圖像的重建成為必要需求，當前的方法并不適用。并且，對于大規模的圖像數據而言，讓每個參與者本地存儲大規模陰影圖像已不現實。因此，具備公共重建的分布式秘密圖像分享方法成為了迫切需求。

發明內容

發明目的：針對現有技術的不足，本發明提出一種基于區塊鏈認證具備公共重建的分布式秘密圖像分享方法，解決陰影圖像公共重建、大規模圖像數據分布式處理以及公共網絡中陰影圖像真實性等問題，并減少參與者之間的通信論數和存儲空間。該方法可以保證參與重建的陰影圖像真實性，減少參與者的本地存儲空間，實現秘密圖像的公共重建，保證各個分享的安全性，大幅提高秘密圖像分享和重建的效率，并能在公開的分布式網絡實現秘密分享。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于區塊鏈認證具備公共重建的分布式秘密圖像分享方法，包括秘密圖像的分享過程和擁有區塊鏈認證的分布式公共重建過程；

所述分享過程包括：

分享者對原圖進行像素置亂并劃分為若干像素單元t，每一個像素單元t包括r個像素，根據單元像素生成n幅陰影圖像并計算哈希值，將n個哈希值寫入區塊鏈；

將n幅陰影圖像上傳至分布式云網絡，分享者接收分布式云網絡返回的n個哈希值并分享給n位參與者；

所述公共重建過程包括：

參與者#i接收對應的哈希值，并請求獲得另外n-1個哈希值，通過分布式云網絡獲得對應的n-1幅陰影圖像；

計算n幅圖像的哈希值并與區塊鏈上存儲的相應哈希值對比，使用哈希值對比結果相同的若干幅陰影圖像進行秘密圖像重建；

參與者#i分別選擇k幅陰影圖像的第一個未使用的像素，使用這k個像素計算得到原圖像素置亂后所劃分單元的像素值；k＝r；