[发明专利]一种基于内容的加密JPEG图像检索方法

说明书

本发明提出一种基于内容的加密JPEG图像检索方法，解决了现有对加密后的图像进行检索的方法无法兼顾检索效率和隐私安全性的问题，首先对JPEG图像进行等体积复合加密；根据加密后图像的比特流结构，提取特征信息，将特征信息合并为初步特征向量；训练XGBoost模型，利用训练好的模型将初步特征向量转换为最终特征向量；进行哈希映射，得到哈希序列；计算不同图像对应哈希序列的汉明距离；对查询图像与云服务器上每一张加密JPEG图像的距离进行比较排序，从小到大距离排序前l个的加密图像返回给用户，用户在本地对加密图像进行解密，确保用户隐私安全的同时，实现对加密图像的高效检索。

技术领域

本发明涉及图像信息安全的技术领域，更具体地，涉及一种基于内容的加密JPEG图像检索方法。

背景技术

随着大数据时代的到来，大规模多媒体数据正以爆炸式的速度增长，如医学图像、卫星图像、在线图像数据库等。对于资源受限的普通数据拥有者来说，海量图像数据的存储和处理变得难以承受。幸运的是，云技术以其易于安装、无处不在的访问和廉价/免费存储等优点而备受欢迎。通过云计算，数据拥有者可以将昂贵的数据存储和复杂的图像数据处理外包给云服务器，享受方便的个性化计算服务。然而，出于安全和隐私的考虑，云服务器中的图像数据需要被加密。

当需要对加密后的图像数据进行检索时，现有比较成熟的明文域检索方法并不适用。而对于现有的密文域检索方法，一方面使用同态加密等计算量大耗时严重的技术，无法对于大数据集进行实时检索；另一方面，在考虑到安全信息泄露的风险，在检索过程中多层加密，如2017年12月5日公开的中国专利(公开号：CN107480163A)中提出了一种云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法，首先图像拥有者对数据库中的图像提取特征向量，并使用AES或RSA加密方式对图像进行加密，加密后的图像和树形检索索引上传到云服务器并执行检索操作，此方法可以达到与明文图像检索相当的检索准确性，也可在一定程度上实现密文图像检索的隐私安全性保护目标，但在这个过程中，需要两个密钥，一个是对图像本身进行加密，另一个是对树形检索加密，比较复杂，影响检索效率；除此之外，还有一些现有图像检索的方法，不是基于图像内容而是基于可视的标签信息，导致检索过程中暴露部分明文内容给云服务器等不良后果，也存在泄密的风险。

发明内容

为解决现有对加密后的图像进行检索的方法无法兼顾检索效率和隐私安全性的问题，本发明提出一种基于内容的加密JPEG图像检索方法，在确保用户隐私安全的同时，实现对加密图像的高效检索。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于内容的加密JPEG图像检索方法，至少包括：

S1.对JPEG图像进行等体积复合加密；

S2.根据等体积复合加密后的JPEG图像的比特流结构，提取特征信息，并将特征信息合并为初步特征向量；

S3.训练XGBoost模型，利用训练好的XGBoost模型将初步特征向量转换为最终特征向量；

S4.对最终特征向量进行哈希映射，得到哈希序列；

S5.计算不同图像对应哈希序列的汉明距离，并将其作为加密JPEG图像间的距离；

S6.对加密后的查询图像与云服务器上每一张加密JPEG图像的距离进行比较排序，云服务器从小到大选择距离排序前l个的加密JPEG图像返回给用户，用户在本地对加密JPEG图像进行解密。