[发明专利]一种双重加密的加密域图像可逆数据隐藏方法

说明书

本发明公开了一种双重加密的加密域图像可逆数据隐藏方法，其包括图像加密、加密域图像可逆数据隐藏、隐秘数据提取和原始图像无损恢复三部分；在图像加密部分中采用双重加密机制，增强了安全性；可以直接在加密的图像中嵌入隐秘信息，即使数据隐藏者不知道原始图像内容，也可有效地解决图像内容安全和隐私泄露问题，而且图像加密者和隐秘信息嵌入者之间无需复杂的协议，加密和数据嵌入也不会造成图像数据的膨胀；实用性强，若仅有数据隐藏密钥，则可直接在密文域图像中提取隐藏的隐秘信息；若仅有加密密钥，则可直接解密获得近似的原始图像；若有数据隐藏密钥和加密密钥，则能保证在提取隐藏的隐秘信息后，可无失真地恢复出原始图像。

技术领域

本发明涉及一种图像可逆数据隐藏技术，尤其是涉及一种双重加密的加密域图像可逆数据隐藏方法。

背景技术

云计算平台下，多媒体内容的提供者不必同时是存储者和处理者。在这种工作模式中，用户数据在很大程度上处于“失控”状态。确保多媒体数据安全性的最佳方法之一就是对多媒体进行加密处理。用户在上传敏感内容之前首先进行加密，云端所有的处理和计算都在密文域进行，并将处理结果提供给使用者，使用者经过解密方可得到明文数据。例如医疗机构，负有保护患者隐私的义务，但是他们的数据处理能力较弱，为达到更好的医疗效果或者科研水平，他们需要委托有较强数据处理能力的第三方(云计算中心)实现数据处理，而直接将数据交给第三方是不道德的，也是不被法律所允许的，他们可以将加密后的数据发送至第三方，第三方处理完成后返回给他们。

在很多应用场景，某些没有解密权限的云服务管理者需在加密载体中嵌入一些附加消息，如标注或认证数据、作品来源信息、所有者身份信息等，用于管理和认证加密图像数据。同时，在一些重要的应用场合，如医学诊断、法庭认证、军事图像、遥感图像和指纹图像等敏感领域往往需要在提取附加消息后能精确地恢复原宿主信息。例如，为保护病人隐私，对医学图像等信息进行了加密，数据库管理者会在相应的加密图像中嵌入病人的隐私信息和认证信息。如果在敏感图像数据中嵌入附加消息，则需事先对敏感图像数据解密，这就意味着在敏感图像数据的整个生命周期中，至少有一部分时间是以明文形式存在的，这样就会带来严重的隐私问题。此外，为了不影响诊断，授权的医生希望在解密和提取附加信息后，可以完全恢复原始图像内容。加密域可逆数据隐藏技术可以确保数据隐藏者在不解密的前提下，直接对加密图像进行数据的嵌入和提取操作，可以帮助解决图像安全和隐私泄露的担忧。现有的加密域可逆数据隐藏技术可分为三类：第一类是对图像进行加密后寻找数据嵌入空间，这类方法普遍嵌入容量较低，且会发生数据提取出错；第二类是图像加密前预留数据嵌入空间，这类方法嵌入容量大且失真低，但缺点是图像加密者和数据嵌入者之间需要复杂的协议；第三类是利用同态加密实现密文域图像可逆数据隐藏，但是同态加密易造成密文数据膨胀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双重加密的加密域图像可逆数据隐藏方法，其能够在加密域图像中进行隐秘信息嵌入，图像加密者和隐秘信息嵌入者之间无需复杂的协议，且嵌入容量大，不会造成嵌入隐秘信息后的加密域图像发生数据膨胀；接收端能够直接解密获得近似的原始图像、或能够直接提取出隐秘信息、或能够保证在提取出隐秘信息后可无失真地恢复出原始图像。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双重加密的加密域图像可逆数据隐藏方法，其特征在于包括图像加密、加密域图像可逆数据隐藏、隐秘数据提取和原始图像无损恢复三部分；其中，

所述的图像加密部分的处理过程为：

①_1、设定待加密的原始图像的宽度和高度对应为W和H，如果W×H能够被g×g整除，则将待加密的原始图像划分成个互不重叠的尺寸大小为g×g的图像块；如果W×H不能够被g×g整除，则将待加密的原始图像划分成个互不重叠的尺寸大小为g×g的图像块，并将待加密的原始图像的右方和下方尺寸大小不为g×g的块也作为图像块，共有个图像块；其中，g的值为2或3，符号为向下取整符号，符号为向上取整符号；