[发明专利]基于整数变换的可逆加密域信息隐藏方法

说明书

本发明提供一种基于整数变换的可逆加密域信息隐藏方法。首先，图像拥有者，首先将原始图像分割成大小一致的不重叠的图像块，对每个图像块进行整数变换预留代数性质的嵌入空间。其次，对预处理后的图像采用标准流密码算法进行加密得到加密图像，然后将加密图像发送给信息嵌入者。信息嵌入者在有效图像块上，通过改变图像块中的像素值的奇偶性实现信息的嵌入。接收者在收到标记后的加密图像后，先进行图像解密，然后判定图像块中奇偶性的变换从而提取秘密信息。最后根据参考像素恢复每个图像块的像素值，最终实现原始图像的恢复。本发明能够根据不同图像的平滑度预先调整分割图像的大小，在相对平滑图像上具有较高的信息嵌入量，且处理代价低。

技术领域

本发明是属于信息安全技术领域，涉及的加密域图像信息隐藏方法。

背景技术

随着移动无线网络技术和智能终端的快速发展，数字图像的数量呈现爆炸式增长。云服务为数字图像的存储提供了一种更加合适的方案，在云计算环境下能有效提供对大量图像信息的快速处理和智能分析。但是当用户上传数据到云端后就基本上失去了对信息的绝对控制和管理权，而这将导致一系列的安全问题。一个方面，如果图像信息以明文状态存储在云端。云端系统对所存储信息具有一定的管理权限，会对信息的保密性和隐私性造成破坏。另外，存储在云端的图像信息被篡改的情况下，当图像被重新下载的后接收者如何进行有效的篡改检测和图像恢复。

解决这一类安全问题的一个有效技术路线是用户对图像进行信息进行加密后再上传到云端，然后在加密后的图像嵌入附加信息。但是图像经过加密后图像失去的原有特征，传统的信息嵌入方法不再适用。基于加密域的可逆图像信息隐藏，允许云服务端在图像的加密域上进行附加信息的嵌入，例如嵌入管理信息，认证信息或者版权信息。同时授权的终端用户可以将处理后的加密图像解密恢复出原始的图像信息。这将在需要隐私安全的数字图像系统中有着重要应用。例如医学图像的安全存储或者商业数字图像版权交易等。

发明内容

本发明的目的是提供一种加密图像的可逆信息隐藏的方法，在保证隐私安全的情况下，实现可逆的图像信息隐藏。图像拥有者，首先将原始图像分割成大小一致的不重叠的图像块，对每个图像块进行整数变换预留代数性质的嵌入空间。其次，对预处理后的图像采用标准流密码算法进行加密得到加密图像，然后将加密图像发送给信息嵌入者。信息嵌入者在有效图像块上，通过改变图像块中的像素值的奇偶性实现信息的嵌入。接收者在收到标记后的加密图像后，先进行图像解密，然后判定图像块中奇偶性的变换从而提取秘密信息。最后根据参考像素恢复每个图像块的像素值，最终实现原始图像的恢复。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

一种基于整数变换的可逆加密域信息隐藏方法，其步骤如下：

S1：按照S11～S13对原始图像进行预处理：

S11：将大小为M×N原始灰度图像I分割成大小为m×n且不重叠的图像块IB_i,j；

S12：对每个图像块IB_i,j，若图像块中存在像素值大于254的像素，则将这些像素值均减2，同时记录这些像素在图像中的位置信息作为附加信息；然后依次对每个图像块中的像素值作整数变换预留出嵌入空间，公式如下：

IB'_i,j(x,y)≡2IB_i,j(x,y)+1(mod255)

其中：IB_i,j表示第i行第j列的图像块，IB_i,j(x,y)表示图像块IB_i,j中(x,y)坐标的像素值，其整数变换后的像素值为IB'_i,j(x,y)；IB'_i,j表示IB_i,j经过整数变换后的图像块；