[发明专利]一种基于哈希函数和信息隐藏的图像自认证方法

权利要求书

1.一种基于哈希函数和信息隐藏的图像自认证方法，其特征在于，包括：分步哈希存储，计算图像hash值并确定信息隐藏位p_i：使用SM3算法和对称信息隐藏算法对数字图像库中的图像进行完整性认证，首先图像所有者使用SM3算法对需要传输的图像生成hash值H_f,并使用分段logistic映射产生随机序列a_i，从而得到hash值的隐藏位p_i；使用基于直方图平移的可逆信息隐藏将hash值嵌入图像中：通过直方图平移算法将哈希值嵌入图像直方图的峰值点处，从而得到伪装对象S_t；图像自认证，接收方提取图像hash值对原始图像的完整性进行认证：认证者得到伪装对象S_t后，使用提取算法可以准确无误的提取出嵌入图像中的hash值并无损的恢复原始图像，通过对比提取出的hash值和计算恢复图像的hash值，即可认证图像的完整性。

2.根据权利要求1所述的基于哈希函数和信息隐藏的图像自认证方法，其特征在于，所述分步哈希存储，计算图像hash值并确定信息隐藏位p_i具体包括：使用SM3算法对原始图像C做hash，得到hash值H_f，记录hash值大小S_Hf;根据原始图像C的直方图H(x)，找到图像中灰度值最多的点，即峰值点h，并记录峰值点的个数为S_f；将图像的峰值点分为n组，每组大小p由下式决定：

利用分段logistic映射生成S_Hf个小数，分段logistic映射公式如下：

设定初始值，当之间，生成的随机序列为混沌序列（密钥可以取小数点后15位）：

现在得到一个随机小数序列a_i，设信息隐藏位为p_i，则第i个hash值隐藏位的计算公式如下：

这样，就得到了原始图像的hash值和信息隐藏位。

3.根据权利要求1所述的基于哈希函数和信息隐藏的图像自认证方法，其特征在于，所述使用基于直方图平移的可逆信息隐藏将hash值嵌入图像中具体包括：在原始图像的直方图H(x)中找到峰值点h和零点l，对应峰值为H(h)，对应零值为H(l)；

若，将直方图中的整个部分向左平移一个单位，即所有灰度值满足的像素值减1，则h-1处像素个数置为0；若，将直方图中的整个部分向右平移一个单位，即所有灰度值满足的像素值加1，则h+1处像素个数置为0；

将图像中的峰值点编号，将编号为p_i的点记为隐藏点；按照顺序扫描图像，一旦遇到灰度值为h的像素，检查其是否为待嵌入点，若是，检查待嵌入的hash值，如果要嵌入的位为1，则在时，将该点像素的灰度值减1，在时，将该点像素的灰度值加1；如果要嵌入的位为0，该点像素的灰度值保持不变；

通过以上步骤，把hash值隐藏到了原始载体中，得到伪装对象S_t。

4.根据权利要求1所述的基于哈希函数和信息隐藏的图像自认证方法，其特征在于，所述图像自认证，接收方提取图像hash值对原始图像的完整性进行认证具体包括：

提取hash值

认证者利用隐藏密钥和a₀，可以如算法1第4步使用分段logistic映射得到小数序列a_i，进而如算法1第5步得到隐藏点p_i;

使用与嵌入过程中相同的顺序扫描伪装对象，找到灰度值为h与的像素，按照算法2中第3步给峰值点编号的顺序将这些点编号，若像素值为，则提取位1，若像素值为h，则提取位0，即可提取出hash值；

恢复原始图像

根据伪装对象的直方图，将的像素平移回去，即所有灰度值满足的像素值加1或减1，即可得到恢复的原始图像；

认证图像完整性

使用SM3算法对恢复出的图像做hash，得到hash值;对比与是否相同，若相同则认证成功，表示图像未被篡改过，若不同则认证失败，表示图像已被篡改。