[发明专利]一种扩展可视加密和解密方法

说明书

本发明公开了一种扩展可视加密和解密方法。在扩展可视加密过程中，首先将掩盖图像分块，将每块中的像素随机分为三类：秘密信息像素、辅助黑色像素和普通像素；然后在秘密信息位置上填入(2,2)可视密码基本矩阵的行，将分存图像分为四个区域，依次嵌入秘密图像和水印图像；最后使用受限误差扩散编入掩盖图像的特征。在扩展可视解密过程中，首先将两幅分存图像错位叠加恢复水印；再将两幅图像对齐叠加恢复秘密图像。本发明方法同时具有(1)分存图像有意义，(2)尺寸不扩展，(3)解码不需计算机，(4)篡改认证功能，(5)恢复的秘密图像和水印无掩盖图像的干扰等优点。

技术领域

本发明涉及一种扩展可视加密方法、以及一种扩展可视解密方法。

背景技术

可视加密是一种解码过程高效且不需要任何计算的秘密分存方法，它将一幅秘密图像分成n份传输，只有获得其中的至少k份，将其叠加才能恢复秘密图像的内容。然而，一般可视加密方法产生的分存图像表现为无意义的噪声，在传输过程中可能会引起潜在攻击者的注意，激起攻击者截获或破解的兴趣。此外，分存图像在传输过程中可能会被攻击者截获，攻击者可能会对截获的分存图像实施替换攻击，例如攻击者截获分存图像1，它可根据自己的伪造秘密图像和分存图像1构造一个伪造的分存图像2，将分存图像1和伪造的分存图像2叠加，恢复的是伪造的秘密图像。另外一个问题是分存图像的像素扩展问题，如果分存图像相对于掩盖图像有像素扩展，则增加了传输和存储的要求，并降低了编码速度。

综上所述，现有的可视加密方法存在如下缺陷：(1)产生的分存图像无意义；(2)产生的分存图像相对于掩盖图像有像素扩展；(3)解码秘密信息时需要计算机参与；(4)没有篡改认证功能；(5)恢复的秘密信息或者水印上有来自载体图像的干扰。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种扩展可视加密方法，使用该方法产生的分存图像有意义，尺寸没有扩展，不容易引起攻击者注意、传输和存储效率高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种扩展可视加密方法，包括如下步骤：

s11、输入两幅掩盖图像、一幅秘密图像和一幅水印图像，使用秘密图像嵌入和水印嵌入器获得两幅分存图像，即第一分存图像和第二分存图像；

将分存图像、掩盖图像都分割为Q×Q大小的块，每次处理一块；采用随机分割方法将每块中的像素分为三类：秘密图像像素SIP、辅助黑色像素ABP和普通像素OP；

s12、同时将水印图像和秘密图像像素编码到两幅分存图像上；将两幅分存图像根据平移参数d分割为四个区域，图像的尺寸为Mc×Nc：

在这些区域中的秘密图像像素SIP位置上同时嵌入秘密图像和水印图像；

s13、将掩盖图像的特征编码到分存图像中；对普通像素使用基于误差扩散的半色调方法变换为二值图像，但是限制误差不扩散到秘密图像像素SIP和辅助黑色像素ABP上；对于秘密图像像素SIP和辅助黑色像素ABP，误差扩散过程中不改变他们的值。

上述步骤s11，进一步包括步骤：

s111、设γ表示每个图像块中秘密图像像素SIP的数量，β表示辅助黑色像素ABP的数量，首先随机生成一个从整数1到Q2的随机置换p，取p前γ个数作为SIP的位置，中间β个数作为第一分存图像的ABP的位置，最后β个数作为第二分存图像的ABP的位置；