[发明专利]一种基于纠错冗余的密文域可逆信息隐藏方法

权利要求书

1.一种基于纠错冗余的密文域可逆信息隐藏方法，其特征在于，包括加密嵌入过程和解密提取过程；

加密嵌入过程具体包括以下步骤：

步骤一、位平面分割：对像素信息进行位平面分割，得到低有效位信息和高有效位信息；

步骤二、高有效位编码压缩：对高有效位信息进行编码压缩，得到高有效位压缩编码；

步骤三、低有效位加密：对低有效位信息进行加密处理，得到低有效位密文信息，同时得到低有效位密文扩展信息；

步骤四、高有效位加密：将低有效位密文扩展信息填充至高有效位压缩空间，对整个高有效位流加密处理，得到高有效位密文信息；

步骤五、密文图像合成：将低有效位密文和高有效位密文数组信息尺寸转换，按照图像矩阵尺寸分组合并，得到加密的密文图像；

解密提取过程具体包括以下步骤：

S1、位平面分割：对密文图像信息矩阵进行位平面分割，得到低有效位密文信息和高有效位密文信息；

S2、高有效位解密：对高有效位密文信息异或解密得到压缩编码后的高有效位信息，以及低有效位密文扩展信息；

S3、低有效位解密提取：将低有效位密文扩展信息与低有效位密文信息合并，进行解密处理，得到低有效位明文信息；

S4、高有效位解码恢复：将高有效位信息进行解压恢复，得到高有效位明文信息；

S5、明文图像合成：将低有效位和高有效位明文数组信息尺寸转换，按照图像矩阵尺寸分组合并，恢复得到无损图像；

步骤一具体为：首先，将像素信息转换成8位2进制表达方式，位平面顺序从左至右排列；

然后，根据所需嵌入量产生的密文扩展以及位信息压缩冗余空间将原始像素分割成m位低有效位信息I_(7-m,...,8)以及(8-m)位高有效位信息I_(1,...,8-m)；

其中，1≤m≤7；

步骤二具体为：首先，对高有效位信息I_(1,...,8-m)进行降维度处理，按照位平面从小到大的顺序排列串联成一维数组F(I_(1,...,8-m))：

F(I_(1,...,8-m))＝{f_i|i＝1,...,ab*(8-m)}

然后，依序进行游程编码、霍夫曼编码得到高有效位压缩编码：

其中，a*b为图像的尺寸大小，i为降维处理后高有效位数组序号；

步骤三具体为：首先，对低有效位信息I_(7-m,...,8)以k为单位长度进行分组，共可分组数组；其中，k为正整数，根据后续McElience加密体制构造参数确定；

然后，根据McElience加密体制构造参数选择具有纠错特性的生成矩阵，计算获取相应的公私钥对，利用公钥G_pub对于每一个分组{p_i|i＝1,...,k}进加密，每组数组加密过程中都利用预设的误差映射对误差进行控制，实现d bit的信息嵌入；

步骤三中，整个低有效位加密过程中，首次最多嵌入额外信息，其中，额外信息由辅助信息以及秘密信息经流加密密钥K_h异或处理后的数据组成；

前abmbit密文作为低有效位密文C_L保存，其余密文作为扩展密文填充到高有效位空间里；

扩展密文在高有效位空间容纳允许条件下，进行w轮加密扩展；

步骤四具体为：

首先，将低有效位编码加密后产生的密文扩张空间S₁中的信息填充至高有效位压缩编码冗余空间S₂里，同时填充随机信息未填充空间，使图像以固定尺寸矩阵的形式进行传递，其中S₁、S₂的大小为：

其中，n为分组长度；

然后，伪随机种子作为密钥K_en1生成序列(r₁,...,r_ab*(8-m))对将填充后高有效位空间进行异或加密得到高有效位密文；

步骤S3具体为：首先，将高有效位中的扩展密文与低有效位密文合并，以n为单位进行分组；

然后，对于每组密文数组利用McEliece私钥中的可逆矩阵S、置换矩阵P以及检验码C进行纠错解密，得到以k为分组单位的低有效位明文信息；

解密提取过程进行时首先要在进行位平面分割之前获取辅助信息；

辅助信息包括：辅助信息A的长度位平面分割参数m(3bit)，McEliece构造参数[n,k,d]低有效加密轮数w，高有效压缩编码长度霍夫曼概率字典长度秘密信息长度以及霍夫曼概率字典Dic bit；

d为每个误差向量的比特数，M为秘密信息。