[发明专利]基于彩色图像的影子图像可理解秘密图像分享方法和系统

说明书

本发明给出了一种基于彩色图像的影子图像可理解秘密图像分享方法，包括：获取1张彩色秘密图像和n张彩色载体图像；对彩色秘密图像和n张彩色载体图像分别进行三通道分离；对n张对应的单通道载体图像进行重要性排序；确定分配各个像素点的高位相同总比特数初始值；将高位相同总比特数初始值分配给n张对应的单通道影子图像上各个像素点；对对应的通道秘密图像上各个像素点的像素值进行筛选分享；将n张R通道影子图像以及对应的G通道影子图像和B通道影子图像合成，得到n张彩色影子图像。本发明给出了一种基于彩色图像的影子图像可理解秘密图像系统、存储介质和电子设备。本发明产生的彩色影子图像视觉质量好，实现了影子图像可理解。

技术领域

本发明属于图像安全处理技术领域，尤其涉及一种基于彩色图像的影子图像可理解秘密图像分享方法和系统。

背景技术

传统图像安全保护技术，比如图像加密和图像信息隐藏，能够一定程度上保证图像传输中的安全性，使用图像加密技术加密后的图像是类噪声的，在公开信道上传播时容易引起怀疑，攻击者可能会破坏、篡改或删除原含密图像。图像信息隐藏技术是将秘密信息嵌入隐藏在自然图像载体中，生成的含密载体图像与正常的自然图像感观上相似，在传输过程中不易被第三方察觉，能够较好的减少恶意攻击者的怀疑，但由于受到嵌入容量的限制，通常会发生像素扩张，因此有的方案会尽力缩小影子图像，但这可能导致信息泄露等安全问题。

秘密图像分享与图像加密技术相似，通过置乱、替换等手段将秘密信息加密生成若干个影子图像，并分发给不同的参与者，只有当收集到授权集合中的参与者持有的影子图像时，才能恢复秘密信息，而非授权的参与者是无法用持有的影子图像恢复秘密信息。这些特性使得秘密图像分享具有信息隐藏和图像加密技术所没有的优势，例如在丢失部分影子图像时仍能够恢复秘密的丢失容忍特性。这使得秘密图像分享更适用于一些应用场景，例如区块链、密钥分发、分布式存储、数字水印和身份认证等。

目前对于秘密图像分享研究较多的分支包括基于多项式秘密图像分享，可视秘密图像分享以及基于中国剩余定理秘密图像分享，它们分别是基于多项式、人类视觉特性和中国剩余定理等分享原理来实现的。

在(k，n)门限的多项式秘密分享中，首先构造一个数域P上的(k-1)次多项式：

f(x)＝a₀+a₁x+…+a_k-1x^k-1(modP)；

在分享阶段，令秘密图像的当前处理的像素值s等于多项式常数项a₀。系数a₁,a₂,...,a_k-1取[0,P)上的随机值，x一般可取第i个参与者的序列号i，代入公式，可得影子像素值SC_i＝f(x_i)，将序列号x_i和f(x_i)作为一个分享对发送给第i个参与者。当所有的秘密像素都进行分享之后，即可得到n个影子图像。

恢复阶段，对于当前需要恢复的像素值s来说，当获得n个分享对中的任意k个的时候，就可以根据拉格朗日插值定理来求解k个系数，常数项a₀即为恢复的秘密像素值，而少于k分享值求解得到的是无穷多个解也就获得不了任何秘密信息。

对于多项式秘密分享来说，系数a₁,a₂,...,a_k-1是[0,P)上的随机值，取不同的随机值可以得到不同的分享值，因此，系数a₁,a₂,...,a_k-1可以作为分享过程中的随机元素用于对生成的分享值进行筛选。