本发明专利技术提供一种基于GF(2
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像信息安全和数字图像信号处理交叉领域，涉及一种图像分存和重 构方法，具体涉及一种基于GF(27)有限域和双重认证的有意义(Κ，Ν)图像分存和重构方法。
技术介绍
数字图像信息分存技术是图像信息安全的研究热点。现有图像信息分存技术主要 源自密码学中的秘密共享，最早由Shamir, 1979(Shamir A.How to share a secret .Communications of the Association for Computing Machinery，1979,22(11):612-613.)和Blakley，1979(Blakley G R.Safeguarding cryptographic keys// Proceedings of 1979 National Computer Conference.New York,USA:AFIPS,1979,48: 313-317.)分别结合Lagrange插值方法和矢量空间点性质提出。 结合秘密共享方案，基于(K，N)门限的图像信息分存方案被广泛提出，即将秘密图 像借助秘密共享方法拆分为N份影子图像，若至少收集到K份影子图像，则可完整地重构出 秘密图像，否则得不到秘密图像的任何信息。传统的基于(K，N)门限的图像信息分存方案只 是将秘密图像转换为无意义影子图像，在公有信道传输中容易诱发攻击而使分发影子图像 遭受破坏，从而降低秘密图像最终正确重构的可能性。针对无意义图像分存方案在使用过 程中存在的安全隐患，一些文献也探讨了有意义图像分存。 针对有意义分存，Lin, 2004(Lin CC, Tsai WH.Secret image sharing with steganography and authentication.The Journal of Systems and Software,2004,73 (3) :405-414.)将秘密图像每个像素的8位分存信息和1位奇偶校验位嵌入到掩体图像对应 的2 X 2分块的左下，右下和右上像素中，并调整2 X 2分块左上像素作为Lagrange插值公式 的输入，但由于采用的拉格朗日插值多项式模数是251，不可避免地带来秘密图像像素失真 且认证位只有1位奇偶校验位，起不到丝毫的认证作用，对2X2分块，需至少修改9个比特 位，带来了掩体图像失真。Yang,2007(Yang CN,Chen TS,Yu KH,Wang CC. Improvements of image sharing with steganography and authentication.The Journal of Systems and Software ,2007,80(7) :1070-1076 ·)用GF(28)替代GF(251)、采用1 位HMAC消息认证位 替代奇偶校验位并调整2X2分存信息的嵌入结构来提升认证能力和提高掩体视觉质量，然 而对于每个分块，所提方法依然只有1个嵌入认证位，每个分块篡改通过认证的概率高达1/ 2，存在较大安全隐患。为提高认证能力，〇^即，2008(〇^即（^，!18丨611￥?，1^11〇1.31^1'；^111；^11^2，1^^2381113!1， Zarepour AJ. Secret image sharing based on cellular automata and steganography .Pattern Recognition，2010,43( 1): 397-404·)等仅对掩体图像所有2 X 2 分块的1/2分块的低2位按LSB法嵌入分存信息，并引入秘密像素的认证以提高认证的准度， 将2个秘密像素和对应的8位认证信息作为初始3时刻的8个元胞，按可逆元胞自动机进行分 存，然后将8位分存信息嵌入到对应掩体图像2X2分块的低2位比特位中，使得嵌入分存信 息后的掩体图像具有很高的视觉质量，但对于每个分存单元需至少K个编号连续的参与者 参与才能恢复秘密图像，并不是真正有意义的（1(川)分存方案 (^81&1^，2011^81&1^2， Zarepour AJ. Secret image sharing with authentication-chaining and dynamic embedding .The Journal of Systems and Software ,2011,84:803-809.)米用认证锁链， 即用2位认证位来认证前一个像素的分存信息和当前像素的分存信息，从而使得每个像素 的分存信息可被4位认证信息认证，而每个分块却仅嵌入了 2位认证信息和当前像素的分存 信息。Yang，2012(Yang CN,Ouyang JF,Harn L. Steganography and authentication in image sharing without parity bits . Optics Communications ,2012,285(7):1725-1735.)给出了基于双变量对称多项式的图像分存方案，通过对称多项式来实现认证且不嵌 入任何认证信息到掩体图像中以提高掩体图像的视觉质量。 Eslami，2010、Lin，2004、Yang，2007、Chang，2008、Wu，2011、Eslami，2011和Yang, 2012都是带认证的有意义图像分存方案，并有一定地概率能检测到攻击，但不能充分使用 其认证能力对认证失败的像素进行修复，其中Eslami，2010用8位认证位认证2个秘密像素， Yang，2012分别用多项式的对称性来检验掩体图像是否遭受攻击。为提高修复能力，Chang， 2011(Chang CC, Chen YH,ffang HC.Meaningful secret sharing technique with authentication and remedy abilities.Information Sciences,2011,181(14):3073-3〇84.)和Chen,2〇l 2(Chen YH,Chang CC.Image Tamper Detection and Recovery Based on Dual Watermarks Sharing Strategy.Journal of Digital Information Management,2012,10(1) :39-49.)使用Lagrange多项式的多个系数来分存秘密图像像素和 它的配对像素，并分别将分存信息和其对应的4位或3位认证信息通过调整模数的方法来嵌 入到掩体图像的2X2分块中，Chang, 2011和Chen ,2012通过像素配对使得方案具备一定的 攻击后修复能力，但所提方案的认证信息位较少，秘密像素的分存信息最多存储两份且用 最小覆盖矩形来确定被攻击区域，导致所提策略的恢复能力偏低。为获得更强的攻击后修 复會泛力，Wu，2013(Wu XT,Sun ff.Secret image sharing scheme with authentication and remed本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于GF(27)有限域和双重认证的有意义(K,N)图像分存方法，其特征在于包括以下步骤：第1步：对秘密图像S＝(si,j)m×n做一级离散小波变换，取LL子带并用密钥key对置乱，得到置乱后子带第2步：由构造备份图像第3步：利用si,j和计算认证信息并对和进行GF(27)有限域分存得到分存信息k＝1,2,…,N，其中为k在GF(27)有限域所对应的多项式整数；第4步：由k＝1,2,…，N所对应的2进制数来产生认证信息第5步：使用优化LSB嵌入方法将和嵌入到对应掩体图像上的像素从而得到第6步：反复执行第3步～第5步，直到处理完所有秘密像素，得到嵌入分存信息后的掩体图像k＝1,2,…,N；第7步：将密钥key使用(K,N)门限方案分存成N个子密钥subkey1,subkey2,…,subkeyN，和k＝1,2，…,N分发给N个参与者，销毁中间计算数据。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邵利平，欧阳显斌，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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