[发明专利]一种基于秘密分享的图像媒体安全认证恢复方法

摘要

本发明公开了一种基于秘密分享的图像媒体安全认证恢复方法，该方法具体包括以下步骤：将图像中的内容以像素值为单位，用特定的方法将信息隐藏到图片本身。然后将图像进行传输，接收者获取到图像后对图像进行认证，若图像被篡改，则对其进行图像恢复。本发明的有益效果是：该方法在信息隐藏时，既保证图片的质量，也没有增加额外的存储空间。该方法使用的是秘密分享和图像信息嵌入的方法对以图像为媒体的内容信息进行安全认证并恢复，可以对一定程度范围内损毁的图像进行恢复，因此具有较强的对抗篡改损毁的能力，并且不会由于简单的攻击造成全部信息暴露的问题，本发明在进行图像篡改恢复时，在很大程度上提高了图片的可恢复能力。

主权项

1.一种基于秘密分享的图像媒体安全认证恢复方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：步骤一：图像分发，设p(X)中的所有系数都是数据，没有使用随机数，将给定的图像D划分为|D|/k扇区，每个扇区有k个像素，对于每个扇区，在扇形相关多项式中使用k个像素的灰度值作为系数{a₀，...，a_k‑1}；p(x)＝(a₀+a₁x+a₂x²+...+a_k‑1x^k‑1)mod 241；然后，取x＝1，...，n，得到(x，p(x))的数对，将这n组数对分发给n个共享份中进行存储；然后进行扇区的顺序处理，最后，当对所有|D|/k扇区进行处理完成时，会出现n个阴影；对于每一个x＝1，...，n，阴影D_i从图像D的每个|D|/k扇区接收一个值，因此每个阴影D_i具有|D|/k个值，因此，每个阴影都比图像D小k倍；步骤一中对图像进行分发操作的具体步骤如下：S1、首先对图像D进行分块，然后对每一小块进行压缩处理得到D₁，D₂，...，D_n；S2、对得到的小块压缩图像进行分享，首先将其分成若干部分，使任意部分包含k个像素，每一个像素属于一个且仅属于一个部分；S3、依次对图像的像素值进行处理，当像素值p_i≥240，将pi拆分为一个标记值240和(p_i‑240)；S4、对每一部分j，定义一个k‑1次多项式：q_j(x)＝(a₀+a₁x+...+a_k‑1x_k‑1)mod 241；其中，a₀，a₁，...，a_k‑1是归属于这部分的k个像素值；S5、然后计算q_j(1)，q_j(2)，...，q_j(n).并对应分发到D₁，D₂，...，D_n块中，并存储于其像素的低三位中；S6、依次对该块剩余部分进行S4和S5操作，直至处理完成该块的所有像素值处理；S7：然后同样处理剩余图像块，直至所有图像块设置完成，该部分结束；步骤二：认证与恢复，当用户接收到传输图像S时，对图像进行认证操作，判断接收图像是否遭到篡改或损坏。按照秘密共享原理的规则得到恢复图像H后，分别取恢复图像H与原始图像S进行像素间的计算，两幅图片若是一致则会得到一幅像素值均为0的黑色图像0，否则，表示图像遭到破坏，对图像进行恢复操作；步骤二中对图像进行认证与恢复操作的具体步骤如下：SS1、将得到的图像S拆分为同样的n块，任意取出S1，S2，...，Sn中的任意k块作为共享份额进行图像块的认证与恢复；SS2、取出图像块Si中像素低三位的第一个像素值p与i组成(i，p)的数对，对取出的k个图像块进行同样操作，得到k组数对，然后使用高斯消元法对k组数对进行计算，得到a₀，a₁，...，a_k‑1，k个像素值，得到恢复图像块中第一块图像的第一部分所有像素值；SS3、依次处理剩余像素值，直至完成剩余部分所有像素值的获取，图像第一块处理完成；SS4、然后同样处理图像剩余块，直至完成所有图像块像素值的获取；SS5、遍历所有像素值h_i，若h_i＜240，则将恢复图像H对应位置的像素值置为h_i；若h_i＝240，则读取i+1个像素值，将第i个位置的像素值置为(240+h_i+1)，直至完成所有像素值的遍历，得到恢复图像H；SS6、将传输得到的图像S，与恢复图像H对应像素进行有限域内加法运算，若得到黑色图像0，则表示图像传输是安全可靠的；否则表明图像S遭到篡改，进行后续恢复操作；SS7、图像恢复时，为了进行安全可靠的恢复，重复上述操作，得到新的恢复图像H’，将图像H与H’进行有限域内的加法运算，叠加后若得到图像0，则表明图像恢复过程是可靠的，图像H即为所求图像；否则，再次重复上述操作，直到能够叠加得到图像0，任选一幅图像作为所求图像。