[发明专利]基于置乱的多媒体数据主动加密与被动保护结合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体数据安全保护技术领域，尤其涉及一种基于置乱的多媒体数据主动加密与被动保护结合的方法。

背景技术

进入二十一世纪以来，数字技术的发展及Internet的普及给图像、视频、语音等各种媒体数据的存储、传播及发布带来了极大的便利。但与此同时，多媒体数据的安全问题日益突出。现今用于多媒体数据安全保护的方法大体可分为：主动保护和被动保护。所谓主动保护，就是防止被保护数据免于非授权用户侵害的安全保护方法，加密是主动保护最主要的实现手段。而被动保护，则是在数据安全受到侵害后，提供完整性鉴定、身份证明等属性信息，用于追踪不法者的安全保护手段。数字水印及数字指纹是最主要的两种被动保护手段。为此，可通过主动加密手段，保证多媒体数据在传输、存储等过程中避免非授权用户的侵害。但在授权用户解密后，主动加密的保护性就不复存在。无法防止授权用户非法泄露解密后的数据，更不能对泄密者进行追踪。且在版权利益极大化的当今社会，数据所有者并不能证明其对解密后数据的所有权，对此，不法者可通过盗版牟取暴利，极大损害数据所有者的利益。因此，仅依靠主动加密无法对多媒体数据提供完全有效的保护，还迫切需要被动的安全保护机制。在多媒体数据安全受到侵害后，明确数据版权，追究不法者责任，为多媒体数据的使用给予监督和控制，提供更深层次的保护。

然而，现阶段，若想对多媒体数据进行主动保护的同时提供被动保护，只能将两者进行简单的叠加。叠加方式有两种：在原始数据中加入数字水印或数字指纹进行被动保护后再进行主动加密；在主动加密之后再在密文中添加被动保护措施。然而这两种方式都存在着很大的弊端。对于第一种方式，由于被动保护信息存在于原始数据中，则每次进行被动保护验证时，都必须首先进行解密操作。更值得注意的是，在提取被动保护信息过程中，多媒体数据必须以明文的形式存在，不利于引入第三方验证，且对其安全更是一个很大的威胁。第二种方式，虽然避免了第一种方式的缺陷但其不足之处也是显而易见，被动保护信息嵌入后带来的数据改变会影响解密，有可能造成关键数据不可恢复。为了避免此种情况，解密前不得不复原被动保护对密文所做修改，而此时，多媒体数据解密后被动保护将不复存在。

一方面，多媒体数据要求主动保护的同时受到被动保护；另一方面，主动、被动保护并不能实现契合。由此，多媒体数据的主动被动安全保护相结合的问题亟待解决。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种基于置乱的多媒体数据主动加密与被动保护结合的方法，以实现多媒体数据主动加密和被动保护相结合。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种多媒体数据的主动置乱加密和被动保护信息嵌入的方法，包括：

①根据加密密钥Ks对原始多媒体数据X进行置乱加密，获取多媒体数据密文Y，置乱单位为单位数据或多单位数据区域；

②根据上述步骤所采用的置乱单位，调整被动保护信息嵌入算法，使得被动保护单位信息的嵌入关系域包含于置乱单位中；

③根据嵌入密钥Ke，将原始被动保护信息m嵌入至多媒体数据载体密文Y，获取嵌入被动保护信息载体密文Ym。

步骤①中所述单位数据为位或者像素；

步骤①中多媒体数据置乱加密过程可通过Arnold变换或其他置乱方法实现；

步骤③中被动保护信息嵌入过程可通过抖动调制或其他嵌入方法实现。

一种基于多媒体数据密文的被动保护信息提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

①根据加密密钥Ks，确定被动保护单位信息的嵌入区域；

②根据嵌入密钥Ke，从多媒体数据密文Ym中提取被动保护嵌入信息m；

一种多媒体数据的主动置乱解密和被动保护信息提取的方法，包括：

①根据加密密钥Ks，对嵌入被动保护信息的多媒体数据密文Ym进行置乱解密操作，获取嵌入被动保护信息的多媒体数据明文Xw；

②根据嵌入密钥Ke，从解密后的多媒体数据明文Xw中提取被动保护嵌入信息w；

③根据加密密钥Ks，求取多媒体数据密文解密逆置乱操作的逆操作，此时的置乱单位为嵌入载体置乱单位区域中的所有被动保护信息；

④按照步骤③得到的逆操作，对从解密后的多媒体数据明文Xw中提取被动保护嵌入信息w进行解密，获取被动保护嵌入信息明文m。

一种基于置乱的多媒体数据主动加密与被动保护结合方法，包括：

对多媒体数据进行置乱加密获取多媒体数据密文，根据采用的置乱单位确定被动保护信息嵌入区域后，将被动保护信息嵌入多媒体数据载体获取嵌入被动保护信息的多媒体数据密文；