[发明专利]基于混合分形矩阵的可认证(2,3)机密图像共享方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于混合分形矩阵的可认证的(2,3)机密图像共享方法。首先，先产生混合分形矩阵，分形矩阵由相同且连续的分形群组构成；其次，三张不同的原始图像根据混合分形矩阵和要嵌入的机密信息做轻微的修改，变成三张与原始图像很相似的伪装图片，并将三张伪装图像发给三位参与者保管；最后，要提取机密信息时，可首先对三张伪装图像做第一重图片认证，若发现认证失败可再对每两张伪装图片做第二重认证，只有认证通过的两个参与者才能提取机密信息。本发明将机密共享和信息隐藏相结合，实现了像素域的高效信息隐藏，而且安全性高，总体藏量也优于现有方法。

技术领域

本发明属于机密图像共享领域，具体涉及一种基于混合分形矩阵的可认证(2,3)机密图像共享方法及装置。

背景技术

如今，随着互联网的快速发展，人们可以不断享受最新技术革命的成果。越来越多的信息通过互联网传输。但是，网络病毒，特洛伊木马和窃取信息的非法组织都对信息安全构成了严重威胁。因此，信息传输的安全性变得尤为重要，特别是在政治，军事和商业领域。尽管传统加密可以在一定程度上确保信息安全，但是这种类型的技术并未隐藏信息的内容。一方面，为隐藏信息而生成的秘密密钥通常是无序的符号，这将引起跟踪器的兴趣，从而增加了暴露的风险。这已成为传统加密算法的最大弱点。另一方面，随着数字媒体的使用急剧增加，保护数字媒体中的知识产权，防止知识产权产品的非法复制和传播以及确保信息安全也变得越来越紧迫。为了解决上述一系列问题，信息隐藏技术应运而生。但是传统的信息隐藏方案有一个明显的共同缺点：仅使用一个载体来嵌入信息。一旦载体成为攻击者的目标，被攻击信息的可能性就会大大增加。为了解决这个缺点，人们提出了机密图像共享方法。

机密图像共享(Secret Image Sharing)，能使一张或者多张原始图像再嵌入机密信息后被分成几份不同的伪装图像，每张伪装图像都会交给一个参与者持有，任何参与者都不能由自己解出任何机密信息，因为一个参与者所保留的那份伪装图像并不能提取出任何有关机密的内容。想要提取机密信息时，参与者必须分享出自己的伪装图片，将正确的伪装图像组合在一起才能正确的提取出藏入的机密信息。此类方法具有更高的安全性以及较低的计算复杂度，当今已经广泛引用于保密通信中。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的三维立体参考矩阵，命名为混合分形矩阵。本发明的构思是：首先，先建立混合分形矩阵，此矩阵是由多个连续且相同的分形群组构成，每个分形群组中包括4个外部元素，每个外部元素中又包含8个内部元素。其中，每个外部元素和内部元素可以分别表示2bit和3bit的机密信息；其次，将三张不同的灰度图片根据建立好的混合分形矩阵和要嵌入的机密信息生成三张和原始图像很接近的伪装图像并发送给三个参与者保管；最后，在提取机密信息之前，先对三张伪装图片做第一重图片验证，如果发现验证失败，则再对三张伪装图片两两使用第二重认证，便可以找出不合法的伪装图；在认证通过的伪装图中任意选择两张便可以正确提取出机密信息。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于混合分形矩阵的可认证(2,3)机密图像共享方法，其步骤如下：

S1：发送端生成256×256×256大小的混合分形矩阵，分形矩阵由连续且相同的6×6×6大小的分形群组构成；每个分形群组中有4个外部元素，每个外部元素中又包含8个内部元素；

S2：用乱数生成器在其中一个分形群组中填入不同长度的机密信息，并复制给矩阵中的每个分形群组；

S3：将三张原始灰度图像中每个相同位置的像素组成一组像素对，取出不同长度的机密信息，先确定像素对在当前分形群组中所对应到的外部元素和十进制机密信息相同的范围，再将该像素对对应到选定的外部元素中的内部元素中像元值和另一长度的十进制机密信息相同的位置；

S4：生成三张与原始灰度图像相同大小的伪装图，三张伪装图中的像素值分别来自于S3中所确定的位置的坐标；三张伪装图分别由发送端发送至三个参与者；