[发明专利]一种多版本备份和限制性双重认证主密钥(t,s,k,n)图像分存方法

说明书

本发明提供的一种多版本备份和限制性双重认证主密钥(t,s,k,n)图像分存方法，所构造的多版本备份策略和限制性双重认证策略在保持较高认证精度的同时，将尽可能多的嵌入比特用于对备份图像备份，从而形成备份图像的多个版本，在每个备份图像版本内进一步将备份图像像素划分为显著、不显著和最不显著比特，对显著比特多备份，对非显著比特少备份，从而不仅提高了单备份图像的恢复能力，同时也通过多版本图像的协同恢复来提高备份图像的恢复能力，同时所构造的多版本备份策略可充分利用不同位置存储的同一比特对备份图像进行高置信度的恢复，同时可有效地通过统计运算来消除侥幸通过双重认证的个别比特的影响和具备较好的抗攻击能力。

技术领域

本发明属于图像信号处理和图像信息安全交叉领域，涉及一种数字图像分存方法，特别涉及一种多版本备份和限制性双重认证主密钥(t,s,k,n)图像分存方法。

背景技术

图像分存是将秘密图像拆分为影子图像，然后利用分发的部分或全部影子图像对秘密图像进行完整重构。图像分存可为重要图像提供更高安全级别的保护，是目前图像信息安全的研究热点，其主要思想源自密码学中的秘密共享。最简单的秘密共享是(k,n)门限秘密共享，最早由Shamir和Blakley结合Lagrange插值多项式和矢量空间点性质提出(Shamir A,1979:Shamir A.How to share a secret[J].Communications of theAssociation for Computing Machinery,1979,22(11):612–613和Blakley G R,1979:Blakley G R.Safeguarding cryptographic keys[C]//Proceedings of 1979 NationalComputer Conference.New York,USA:AFIPS,1979,48:313–317.)。在(k,n)门限秘密共享中，秘密S被拆分为n份子秘密S₀,S₁,…,S_n-1，若最终回收到的子秘密数量大于等于门限k，则可对秘密S完整重构，反之则无法重构。而将秘密图像借助秘密共享拆分为影子图像，借助分发影子图像对秘密图像进行重构，则构成图像分存。

在Shamir-(k,n)门限秘密共享中，秘密S通常为Lagrange插值多项式的常数项，由此提供的分存容量十分有限。为提高分存容量，Thien C C等,2002(Thien C C,Lin JC.Secret image sharing[J].ComputersGraphics,2002,26(5):765-770.)将Lagrange插值多项式所有系数用于密图像素分存，但由于Lagrange插值多项式分存模数为素数，而像素实际量化范围通常为[0,255]范围内整数，所以需预先对每个像素进行截断处理，即将所有251及其以上像素值调整为250，由此会对重构密图视觉质量产生较大影响。为降低密图像素截断处理对重构密图视觉质量影响，Kanso A等,2016.(Kanso A,Ghebleh M.Anefficient(t,n)–threshold secret image sharing scheme[J].Multimedia ToolsApplications,2016:1-20)利用循环移位，将最不重要比特位前置清零来减小对251及其以上像素值调整损失。但Thien C C等,2002.和Kanso A等,2016.不存在任何认证措施，将导致最终重构密图真实性无法鉴别。