[發明專利]一種可抵抗內部攻擊的高嵌入率可逆數據隱藏方法及系統

在審

• 申請號: 202210568498.6
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115001689A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 苗付友;金孝輝
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04L9/18
• 分類號: H04L9/18;H04N1/32
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 金怡

1.一種可抵抗內部攻擊的高嵌入率可逆數據隱藏方法，其特征在于，包括：

步驟S1：載體圖像擁有者將載體圖像S的每個像素點的值映射到多項式上，為每個像素點都生成對應的密鑰多項式，可得到S的密鑰多項式ke，利用ke對S的每個像素點進行加密，得到加密后的載體圖像ES；所述載體圖像擁有者將ke發給接收者，所述載體圖像擁有者將ES發給數據隱藏者；

步驟S2：所述數據隱藏者收到ES，需隱藏的秘密數據為P，生成密鑰流kh對P進行加密后得到加密信息C，設置ES上可嵌入像素點，將C替代所述可嵌入像素點，得到帶有秘密數據P的加密圖像MES；所述數據隱藏者將kh和MES發給所述接收者；

步驟S3：所述接收者利用kh，對收到MES中的加密信息C進行解密，得到秘密數據P；并利用密鑰多項式ke對MES進行載體像素恢復，得到所述載體圖像S。

2.根據權利要求1所述的可抵抗內部攻擊的高嵌入率可逆數據隱藏方法，其特征在于，所述步驟S1：載體圖像擁有者將載體圖像S的每個像素點的值映射到多項式上，為每個像素點都生成對應的密鑰多項式，可得到S的密鑰多項式ke，利用ke對S的每個像素點進行加密，得到加密后的載體圖像ES；所述載體圖像擁有者將ke發給接收者，所述載體圖像擁有者將ES發給數據隱藏者，具體包括：

步驟S11：令載體圖像S的大小為H×W，每個像素點的值為S_h，w，其中，S_h，w取值范圍是[0，255]，1≤h≤H，1≤w≤W；

將每個像素點的值映射到多項式上，令F_p表示素數p上的有限域，F_p[x]表示系數在F_p上的多項式，F₂[x](q)＝{f(x)∈F₂[x]|deg(f(x))≤q}，其中，deg(f(x))表示多項式f(x)的階，得到如公式(1)～公式(2)所示的映射函數：

其中，a_i＝0或1；

步驟S12：所述載體圖像擁有者選取n個多項式：m₁(x)，m₂(x)，...，m_n(x)作為模數，門限為(k，n)，所述多項式滿足下述條件：

①m_i(χ)∈F₂[χ]，deg(m_i(χ))＝8，i∈[1，n]，[1，n]表示序列從1到n的集合；

②g(χ)＝gcd(m₁(χ)，m₂(χ)，...，m_n(χ))，且deg(g(χ))＞1；其中，gcd(.)為最大公約函數；

③令且gcd(Γ_i(χ)，Γ_j(χ))＝1，i≠j，i，j∈[1，n]；

④令α(χ)＝lcm(m₁(χ)，m₂(χ)，...，m_k(χ))，β(χ)＝lcm(m₁(χ)，m₂(χ)，...，m_k-1(χ))，其中2≤k≤n，n為所述數據隱藏者的個數，lcm(.)為最小公倍函數；

步驟S13：對每個像素點隨機的選取一對密鑰多項式(q_h，w(x)，r_h，w(x))，所述密鑰多項式滿足如下條件：

①deg(β(x))≤deg(χ(S_h，w)q_h，w(x))＜deg(α(x))

②deg(β(x))≤deg(r_h，w(x))＜deg(α(x))

步驟S14：重復步驟S13，直到所述載體圖像S上每個像素點都生成對應的密鑰多項式，得到S的密鑰多項式ke：(q(x)，r(x))；所述載體圖像擁有者將ke發給接收者；

步驟S15：對每個像素點根據公式(3)使用密鑰多項式進行加密：

y_h，w(x)＝χ(S_h，w)q_h，w(x)+r_h，w(x) (3)

根據公式(4)，生成n份加密后的像素值：

其中，i∈[1，n]，表示第h行，w列的像素加密后的第i份像素值；

步驟S16：重復步驟S15，直到對所述載體圖像S上每個像素點都生成n份加密后的像素值，最后得到n份加密后的圖像ES₁，ES₂，...，ES_n，并發送給對應的n個數據隱藏者。