[发明专利]一种基于加法同态加密与多高位嵌入的可逆信息隐藏方法

权利要求书

1.一种基于加法同态加密与多高位嵌入的可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：先将图像分块，然后每块采用密钥进行加法同态加密；

步骤2：对加密后的图像块进行置乱处理；

步骤3：分析加密置乱后的图像块中每个块的实际嵌入容量，并生成标记图labelmap；

步骤4：根据标记图labelmap内容，对每块进行秘密信息嵌入，得到已嵌入信息的加密图像；

步骤5：提取秘密信息，无损恢复原始图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于加法同态加密与多高位嵌入的可逆信息隐藏方法，其特征在于：所述步骤1中，对于一幅大小为W×H的8比特原始灰度图像，其像素值X(i，j)∈[0，255]，1≤i≤W，1≤j≤H，将原始图像进行分块，分为大小为l₁×l₂的无重合子图像块，其中W/l₁和H/l₂为整数，则原始图像可以分为(W/l₁)×(H/l₂)个子图像块，对每个子图像块依次记为B_w，h(w＝1，2...W/l₁，h＝1，2.....H/l₂)，对于每一块大小为l₁×l₂的子图像块，按照从左到右，从上到下的扫描顺序，子图像块B_w，h中的像素依次记为设置秘密种子key1产生一个大小为(W/l₁)×(H/l₂)的密钥流，对于同一个子图像块中的像素用同样的密钥进行加密，加密方式如下：

其中是加密之后的像素值，k_w，h是加密密钥。

3.根据权利要求1所述的一种基于加法同态加密与多高位嵌入的可逆信息隐藏方法，其特征在于：步骤2中，设置置乱密钥key2，以一个子图像块为单位，对每个子图像块的位置进行移动变化，同一个子图像块中的像素点保持原来的相对位置不变，对每个子图像块的位置进行如下变换：

其中，(w，h)是原始子图像块的位置，(w′，h′)是经过一次变换后子图像块的位置，a，b是参数，N是图像矩阵的阶数，即图像的大小，指正方形图像，对子图像块的位置进行n次迭代变换，即利用式子(2)进行重复n次变换操作。

4.根据权利要求1所述的一种基于加法同态加密与多高位嵌入的可逆信息隐藏方法，其特征在于：步骤3中，利用以下式子算平均值作为同一个子图像块中的预测值preυ_w，h，

i依次表示块中l1×l2个像素，然后利用以下式子计算块中所有像素与当前preυ_w，h绝对值差值，

n_i从1到4进行判断，当n_i值在1-4之间时，则表明该像素可嵌入8-n_i位，从最高位开始替换，直到嵌入8-n_i位，但是为了能够更好地进行编码，取所有像素中最小嵌入量作为该块所有像素可嵌入的量t_w，h，

t_w，h＝min(n_i)，i＝1，2...l1×l2 (5)

当4≤t_w，h≤7时，表示该块可嵌入，标记图label map为0，否则标记为1，用2位来标记该图像块每个像素可嵌入长度，则如果该块可嵌入，其可嵌入的容量大小为(l1×l2-1)×t_w，h-2，最后再将标记图label map和额外信息一同嵌入即可，一个2×2大小的块，然后每个像素与预测值相减的绝对值得到差值，然后根据公式(4)得到满足每个像素最小n_i，并得到8-n_i，得到图像块中每个像素对应的嵌入最大容量，然后再取所有像素可嵌入最大容量的最小值，得到块中每个像素的最终可嵌入容量。