[发明专利]一种基于秘密共享的图像隐藏和认证方法

说明书

技术领域

本发明属于秘密图像共享技术领域，具体涉及一种基于秘密共享的图像隐藏和认证方法。

背景技术

信息隐藏作为网络时代信息安全的一项重要技术，近年来已成为信息安全的一个新的研究热点。信息隐藏技术是将某一秘密信息通过某种方式隐藏于另一公开的媒体信息中，通过公开信息的传输来传递秘密信息。该技术的目的就在于隐藏秘密信息的存在性，使得除通信双方之外的任何第三方都不会察觉到秘密信息的存在，从而为数字媒体提供进一步的保护。此外，数字图像的真实性和完整性也成为了多媒体信息安全的重点，图像认证就是鉴别并检测图像真实性和完整性的重要技术。

然而，传统的信息隐藏方法将某一秘密信息隐藏在单一公开媒体信息中，并由单个人进行管理，一旦该管理者有意或无意地篡改或损坏媒体信息，秘密就会丢失，对此，基于秘密共享的图像隐藏方法能够很好地解决这一问题。这一方法将原秘密图像按照一定的运算拆分成n个影子向量（向量中各元素之间无相关性），并将这些影子向量隐藏在预先选择好的n个载体图像中，形成n个伪装图像并分发给不同的参与者管理，只有收集到其中的k(k≤n)个或更多的伪装图像才能够恢复出原秘密图像的信息，而少于k个伪装图像就无法恢复原秘密图像的任何信息。通过该技术既能够防止权利过于集中，又能够增强秘密图像的安全性和完整性。此外，在重构秘密信息之前，对参与者们所提供的伪装图像的真实性认证也是非常必要的，因为伪装图像的真实性直接决定着秘密信息能否被成功恢复。

2004年，Lin和Tsai首次提出了基于秘密共享的图像隐藏和认证方案，该方案利用Shamir的(k,n)门限技术，将秘密图像分成n个影子向量，并将影子向量中各元素值通过LSB(Least Significant Bit)替代的方式隐藏于载体图像中，同时通过1位的奇偶检验比特实现图像的认证能力。然而这一方案最大的弱点是：重构的秘密信息会产生一定的失真。之后，Yang等人在这一基础上进行了改进，克服了这一方案的弱点，并进一步提高了图像的认证能力。2008年，Chang和Hsieh采用中国剩余定理加强了图像的认证能力，同时所获得的伪装图像较之前方案中的伪装图像的质量更高。然而，这些方案虽在认证能力和伪装图像质量上有了一定的提高，但是它们依然存在两个问题：（1）影子向量中各元素被依次顺序地隐藏在每一个载体图像块中，当需嵌入的影子向量中元素个数小于载体图像块的个数时，载体图像部分块就没有秘密信息的嵌入，因此，伪装图像中嵌入秘密信息的部分和没有嵌入秘密信息的部分的统计特性会有很明显的差异，这一差异会引起攻击者的注意，从而降低了秘密信息的安全性。（2）之前的方案均采用LSB替代的方法隐藏秘密信息，这一方法很容易被隐写分析如RS分析等检测出嵌入信息的存在性，并能准确地判断嵌入信息的长度，这也给方案带来了一定的安全隐患。

发明内容

本发明目的是提供一种基于秘密共享的图像隐藏和认证方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，其特征在于是由秘密共享和信息隐藏与图像认证和秘密信息恢复两部分组成。

Ⅰ.秘密共享和信息隐藏，包括下列步骤：

第一步，读入一幅m×n的秘密图像SE；

第二步，使用公式（1）将秘密图像SE转换为差分图像DIFF＝{diff_ij}；