[发明专利]一种基于感知哈希的实用安全图像取证系统及其取证方法有效
申请号: | 201010295550.2 | 申请日: | 2010-09-25 |
公开(公告)号: | CN101964041A | 公开(公告)日: | 2011-02-02 |
发明(设计)人: | 胡东辉;侯整风;吴共庆;胡学钢;吴信东;赵俊杰 | 申请(专利权)人: | 合肥工业大学 |
主分类号: | G06F21/24 | 分类号: | G06F21/24;G06T1/00 |
代理公司: | 安徽省合肥新安专利代理有限责任公司 34101 | 代理人: | 何梅生 |
地址: | 230009 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 感知 实用 安全 图像 取证 系统 及其 方法 | ||
技术领域
本发明属于数字图像安全领域,特别是一种对安全实用的图像内容篡改取证系统及其取证方法。
背景技术
数字图像在互联网中运用越来越广泛,在互联网上,98.75%的网页多媒体是图像。同时,数字图像在社会生活的各个领域发挥重要作用。目前,随着数字化及网络技术的发展,数字图像的生成、获取、存储和传输极其便捷。同时各种图像加工软件(如PhotoShop等)纷纷涌现,使得人们加工、处理图像也极为容易。这些加工、处理,有些是出于修缮或美化等目的,有些则具有恶意的破坏作用。如在科学领域中,一些学者伪造科学实验成果图片,以获取科学荣誉或奖金;在政治领域中,敌对分子为到达某种政治攻击目的,将一些数字图像进行合成处理,以歪曲事实,颠倒黑白。在经济领域,为获取某经济利益,伪造者不惜代价伪造各种图片。这类由于数字图像而引起的各类安全事件在各个国家常有发生。
目前用得比较多的数字图像取证技术是基于数字水印(脆弱性数字水印)的技术。但目前的数字水印技术存在以下缺点,增加了用户操作和成本上的负担、对所嵌入的数字图像质量有一定影响、容易遭受攻击。脆弱数字水印虽然能在一定程度上检测出内容篡改位置,但其比较敏感,鲁棒性不好,且难以抵抗恶意攻击。
感知哈希函数是多媒体数据集到感知摘要集的一类单向映射,不同于传统密码学的哈希函数的是,感知哈希函数在敏感性基础上还具有感知鲁棒性,即对内容保持操作鲁棒,而对内容篡改敏感。国内外目前对感知哈希函数的研究还侧重于算法层次,如图像感知不变特征的提取方法多种多样,包括图像块直方图、图像边缘信息、图像DCT系数相互关系等等。
当前,感知哈希的研究还处于起步阶段,重要集中在算法层次的研究。基于感知哈希函数的实用数字图像取证技术及还存在的问题有:
1、安全性不够好。目前提高图像哈希安全性主要有两种方式。第一是对提取的特征进行加密,从而保证哈希的安全性。但是,加密机制会大大降低感知哈希的鲁棒性。另一种方式是将特征进行随机映射。无论那种机制,根据Kerckhoffsy原则,其安全性依赖与密钥。正如文[4]指出,目前的算法由于同一个密钥被同一个用户使用多次,这样恶意用户可以根据唯一截距比较准确地估计出该密钥,从而使得其安全性遭到破坏;
2、缺乏性能均衡的感知哈希算法,从而严重影响了基于感知哈希函数的取证系统的应用。由于当前的感知哈希算法研究的研究尚出于相对基础的阶段,很多研究多停留在算法设计方面,特别专注于鲁棒性的感知特征的提取和哈希的构造。然而在实际的系统中,往往注重这种性能的均衡,如鲁棒性、敏感性、安全性和快速检索性等性能的均衡。有些算法敏感性好,但检索速度太慢,而实际的系统中,往往存在大量甚至海量的取证图片及感知哈希库,如果速度太慢,在实际的系统中是无法忍受的,从而影响了其最终投入使用。
3、缺乏面向应用的系统性的解决方案。目前的研究侧重于单个性能的算法,如鲁棒性算法或篡改定位算法,没有提供相对全面的取证系统解决方案,更没有提供能综合安全性、鲁棒性、敏感性和快速检索性的实用安全取证系统。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种基于感知哈希的实用安全图像取证系统及其取证方法,以使系统在安全性、鲁棒性、敏感性和快速检索性等方面获得较好的均衡性能。
本发明基于感知哈希的图像认证系统,其特点是所述系统包括:模块a、模块b和模块c;
所述模块a为证书管理单元,记为CA;所述模块b为取证计算单元,记为FCP;所述模块c为可信取证中心,记为FC;
当用户到CA注册时,由CA对经过认证后的用户颁发数字证书,用于以后通讯中的身份认证;
所述CA同样对FCP和FC也颁发数字证书,用以对通讯时的身份进行认证;
当FCP计算图像哈希值时,CA向FCP分配分区域密钥和加密密钥,用于计算哈希值;
当进行图像认证时,FC向CA发送图像ID,CA根据收到的图像ID将所述分区域密钥和加密密钥发送给FCP用于对比计算;
当用户对原始图像进行注册时,将原始图像提交到FCP,FCP计算原始图像的检索特征值,并将原始图像分成不同区域,计算不同区域的原始图像的哈希值,并将所述原始图像的检索特征值和分区域哈希值提交到FC处;
所述FC分别设置图像检索特征值数据库和图像哈希值数据库,FC根据所接收的由FCP提交的检索特征值在所述图像检索特征值数据库中进行检索,根据检索的结果,在所述图像哈希数据库中得到对应的图像哈希值,并将图像ID发送给CA;
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