[发明专利]一种基于区块链和离散小波变换的安全图像水印生成方法

说明书

本发明提供了一种基于区块链和离散小波变换的安全图像水印生成方法，利用离散小波变换获得图像的离散小波变换域，将LL小波系数的边缘系数和扩张分量的差异作为水印，实现基于边缘检测的数字水印嵌入；通过逆离散小波变换重建已嵌入水印的图像，算法加密重建后的图像；将图像作为区块链数据进行传输；将图像解密，并利用离散小波变换和边缘检测计算解密图像的水印，将其与原始水印进行对比，判断图像或水印是否被篡改。本发明能够同时兼顾数字水印的鲁棒性和安全性，对原始图像的影响较小，使得数字水印技术能够应用于图像知识产权保护、数字防伪等领域。

技术领域

本发明属于信息安全领域，涉及区块链领域，特别是一种图像数据版权保护方法，旨在以一种安全的方式保护图像的版权信息。

背景技术

随着多媒体技术的不断发展和普及，数字版权纠纷也日益严重。图像作为一种重要的信息载体，对其进行版权保护具有重要研究意义和实用价值。数字水印是一种用于版权保护和认证的技术，它通过将一段数据嵌入到图像中来完成对图像的保护。水印可以被图像所有者检测或提取，因此它能够对非法的篡改或滥用做出反应，防止图像未经授权就被使用。利用图像、音频或视频等数据进行水印嵌入时，所嵌入的水印必须是不可被感知的，以保证水印的安全性要求。

目前许多学者对图像中的水印技术进行了研究。Niu等人(Niu PP,Wang XY,LiuYN,Yang HY.A robust color image watermarking using local invariantsignificant bitplane histogram[J].Multimedia Tools and Applications,2017,76(3):3403-3433.)提出了一种用于RGB图像的局部不变的有效位平面直方图的鲁棒水印方法，该方法基于概率密度的特征点检测器和颜色不变性模型从彩色图像中提取特征点，具有良好的鲁棒性，但其信息嵌入容量较小。

Jamal等人(Jamal SS,Khan MU,Shah T.A watermarking technique withchaotic fractional S-box transformation[J].Wireless Personal Communications,2016,90(4):2033-2049.)利用离散傅里叶变换对图像进行分解，在此基础上，将混沌图产生的随机值嵌入图像中，该方法具有很高的鲁棒性，但是其计算复杂较高。

Vaidya等人(Vaidya SP,Mouli PC.Adaptive digital watermarking forcopyright protection of digital images in wavelet domain[J].Procedia ComputerScience,2015,58:233-240.)采用Bhattacharyya和Kurtoris技术评估缩放因子，在变换域中引入自适应水印方案，该方法在图像上应用两级离散小波变化将图像分解为四个子带，将水印嵌入到图像的LL子带中，但该方法的水印信息将可能被攻击者获得，其水印安全性存在不足。

Cao等人(Cao X,Fu Z,Sun X.A privacy-preserving outsourcing datastorage scheme with fragile digital watermarking-based data auditing[J].Journal of Electrical and Computer Engineering,2016,Vol.2016:Article3219042.)提出了一种基于逻辑映射混沌加密方法的水印方法，该方法提供了很高的信息嵌入数据容量，由于该方法未经过任何攻击测试，其安全性难以得到保障。

传统方法利用密钥生成水印，并直接将其嵌入到LL分量中，由于LL分量携带图像的大部分信息，该水印生成和嵌入方法会导致原始图像失真。

发明内容