[发明专利]一种云存储中图像隐私保护的方法及系统

权利要求书

1.一种云存储中图像隐私保护的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：图像增补；

对要上传云服务器的m×n像素的图像I，将其扩展为M×M的等像素矩形图像I'，其中M>m,M>n，增加的像素点用随机彩色图像进行增补；原图像I在增补图像I'的相对位置用坐标(x,y)表示；

步骤2：提取图像像素矩阵；

对增补图像I'提取RGB像素矩阵，分别得到增补图像I'的三个像素矩阵：M_R、M_G、M_B；

步骤3：生成随机置换数，生成6个盲化矩阵p₁,p₂,...,p₆；

所述的生成随机置换数，其具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：构造6个随机置换数π₁，π₂，...,π₆，其中：

π_i∈{1,....,n},i＝1,2...,6；

步骤3.2：构造6个非零随机数集合{a₁,a₂,...,a_n}，{b₁,b₂,...,b_n}，{c₁,c₂,...,c_n},{d₁,d₂,...,d_n}，{e₁,e₂,...,e_n}，{f₁,f₂,...,f_n}；

步骤3.3：定义函数

步骤3.4：生成6个盲化矩阵p₁,p₂,...,p₆，其中：

……，

其中，π_n(i)代表用于产生p_n(i,j)所使用的第i个随机置换数，n＝1,2，…，6；p₁,p₂,...,p₆为容易求逆的矩阵，其逆矩阵分别为：

……，

步骤4：对像素矩阵进行盲化；

将步骤2中得到的三个分量矩阵进行盲化，分别乘以步骤3中生成的盲化矩阵，得到：三个新的矩阵，其中X，Y，Z包含原图像的所有信息；

步骤5：合成盲化图像；

将M×M矩阵X，Y，Z重新合成一张盲化图像I₁；具体实现过程如下：将矩阵X，Y，Z对应位置上的像素值存入一个三维数组(Rx，Ry，Rz)中，调用函数对每一个像素点上的三基色进行合成，将合成之后的RGB值存入图片缓冲区的对应位置，依次对每一个像素点进行如上运算直到重新合成图像I₁；

步骤6：图像裁剪、上传；

对步骤5中合成的盲化图像I₁进行裁剪，将I₁切割为m'×n'像素的图像I₂，图像裁剪应不破坏原图像I的完整性，同时将图像I₂上传云服务器保存，其中m'＞m,n'＞n；

步骤7：生成解码密钥；

将步骤1当中增补后的矩形图像像素值M，原图像与增补图像的相对位置坐标(x,y)，以及步骤3当中生成的6个盲化矩阵p₁,p₂,...,p₆一起作为解密密钥保存在一张二维码图像中。

2.一种云存储中图像隐私保护的系统，其特征在于：包括图像盲化加密模块和图像去盲解密模块；

所述图像盲化加密模块包括：

图像增补模块：用于将待上传云服务器的m×n像素原图像I扩展为一张M×M的等像素矩形图像I'，其中M>m,M>n；增加的像素点用随机彩色图像进行增补；

图像像素提取模块：用于提取增补图像I'的RGB像素矩阵，分别得到增补图像I'的三个像素矩阵：M_R、M_G、M_B；

图像盲化模块：用于生产随机置换数π₁，π₂，...,π₆，生成6个盲化矩阵p₁,p₂,...,p₆；对增补图像I'的三个像素矩阵分量盲化，得到三个新的矩阵；对三个M×M的盲化矩阵X，Y，Z重新合成一张盲化图像I₁；

其中，首先构造6个随机置换数π₁，π₂，...,π₆；

π_i∈{1,....,n},i＝1,2...,6；

然后，构造6个非零随机数集合{a₁,a₂,...,a_n}，{b₁,b₂,...,b_n}，{c₁,c₂,...,c_n},{d₁,d₂,...,d_n}，{e₁,e₂,...,e_n}，{f₁,f₂,...,f_n}；

接着定义函数

最后生成6个盲化矩阵p₁,p₂,...,p₆，其中：

……，

其中，π_n(i)代表用于产生p_n(i,j)所使用的第i个随机置换数，n＝1,2，…，6；p₁,p₂,...,p₆为容易求逆的矩阵，其逆矩阵分别为：

……，

图像裁剪模块：用于对合成的盲化图像I₁进行剪裁，将I₁切割为m'×n'像素的图像I₂，同时将图像I₂上传云服务器保存；

解码密钥生成模块：用于将图像增补模块中扩展后的矩形图像像素值M，原图像与增补图像的相对位置坐标(x,y)，以及图像盲化模块中生成的6个盲化矩阵p₁,p₂,...,p₆一起生成解密密钥保存在一张二维码图像中；

所述图像去盲解密模块包括：

图像增补模块：用于提取解码密钥中的矩形图像像素值M，将下载到本地和移动终端像素为m'×n'的盲化图像I₂扩展为一张M×M的等像素矩形图像I₃，增加的像素点用随机彩色图像进行增补；

图像像素提取模块：用于提取增补图像I₃的RGB像素矩阵，分别得到增补图像I₃的三个像素矩阵：M'_R、M'_G、M'_B；

图像去盲模块：用于提取解码密钥中6个盲化矩阵p1,p2,...,p₆，对增补图像I₃的三个像素矩阵分量去盲，得到三个新的矩阵；对三个M×M的去盲矩阵X'，Y'，Z'重新合成去盲图像I”；

图像剪裁模块：用于提取解码密钥中原始图像与增补图像的相对位置坐标(x,y)，将合成的去盲图像I”按相对位置坐标(x,y)裁剪为m×n像素的原始图像I，同时将原始图像I保存到本地或移动终端。