[发明专利]基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用信号处理和计算机技术调整象素值以便在加密域中进行无损信息隐藏的方法。 

背景技术

信息隐藏技术是将秘密数据以不引起外界注意的方式嵌入到多媒体载体数据中，通过公共信道，在传递多媒体载体数据的过程中，达到传送秘密数据的目的，最终实现隐蔽通信。在特殊的场合，比如说，医学、军事等敏感领域，载体不允许有任何的改动，即需要载体在提取秘密数据后，载体本身能够无损的恢复，需要一种可逆的机制确保载体的恢复。在实际应用中，如果需要保护原始多媒体载体数据，在信息传送前，则需要将载体加密，掩盖载体图像内容。因此，需要发送方首先对载体加密，然后在加密后的载体中嵌入秘密数据，提取方在解密后的明文载体中提取秘密数据以及无损恢复载体。

现有的加密域可逆信息隐藏的方法主要有两种，第一种信息隐藏的方法是：根据待嵌入的秘密数据，发送方翻转密文图像不同区域像素的低三位                                                (最低有效位，Least Significant Bits，缩写为)，在提取秘密数据和恢复原始载体时，提取方依次翻转图像不同区域像素的低三位，获得两幅图像。由于翻转运算的可逆特性，获得的两幅图像中必然有一副是原始图像。将图像平滑性定义为相邻像素差值绝对值的总和，对于普通图像来说，相邻像素之间差值较小，因此普通图像的平滑性一般小于翻转后图像的平滑性。根据这一先验知识，当图像的低三位全部翻转后，翻转后图像的空间平滑性会大于原始图像的平滑性。所以，使用该方法可以提取秘密数据同时恢复原始载体；第二种信息隐藏的方法是：借助于无损压缩方法，将加密后载体的低进行压缩，然后用秘密数据替代压缩的空间。上述第一种方法中，由于信息的提取和载体的恢复需要依据图像翻转前后的空间平滑性的变化，但是经过翻转运算后，图像平滑性有时会小于翻转前的平滑性，会导致提取秘密数据的错误以及图像恢复的错误；上述第二种方法中，由于运用无损压缩方法压缩加密图像得到的空间有限，可以嵌入的秘密数据量较少。可参阅如下文献：

[1]X. Zhang, “Reversible data hiding in encrypted images, ” IEEE Signal Process. Lett., vol. 18, no. 4, pp. 255-258, 2011；

[2] X. Zhang, “Separable reversible data hiding in encrypted image, ” IEEE Trans. Inf. Forensics Security, 10.1109/TIFS.2011.2176120。

 

发明内容

本发明的目的在于,克服现有技术中存在的不足，提供了一种基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法，该方法利用明文载体图像，获得部分明文图像所对应的校验码，然后将校验码嵌入到另一部分明文图像中，最后将明文图像加密，将秘密数据嵌入到加密的载体图像中，最终能够利用提取的校验码，在嵌入秘密数据的明文载体图像中提取秘密数据，无损恢复载体图像。

为达到以上目的，本发明采用如下方案：

一种基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法，其具体实现步骤如下：

(1)、将原始载体图像分割成第一载体子图像、第二载体子图像，对第一载体子图像进行编码，编码后得到与第一载体子图像对应的校验码， 将校验码嵌入到第二载体子图像，加密第一载体子图像和嵌入校验码的第二载体子图像，获得加密的包含校验码的密文载体图像；

(2)、将上述加密的包含校验码的载体图像分割成第一加密载体子图像和第二加密载体子图像，根据待嵌入的秘密数据对第一加密载体子图像的象素低三位进行不同的翻转运算，嵌入秘密数据，获得含秘密数据的密文域载体图像；

(3)、将步骤（2）所述的含秘密数据的密文载体图像解密，在解密的明文载体图像中提取秘密数据，恢复原始载体图像。

本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：该方法利用明文图像，不仅实现了在密文秘密数据的嵌入，保护了原始载体图像内容，而且在明文图像中提取秘密数据，同时保证无损恢复原始载体图像。

附图说明

图1是本发明的基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法的流程框图

图2 是本发明的实施例步骤(1-1)中所述的原始载体图像（512×512Lena标准测试图）；