一种门限可变的秘密图像共享方法技术

本发明专利技术公开了一种门限可变的秘密图像共享方法，恢复秘密图像前，根据实际需求调整门限，并使得秘密图像共享系统处于安全状态，包括步骤：S1.对秘密图像进行处理，生成参与者对应的秘密份额数据；S2.将所述秘密份额数据嵌入到载体图像中为每个参与者生成各自的隐秘图像；S3.公布当前门限，并可在秘密图像被恢复前，多次根据实际需求调整门限；S4.判断是否接收到参与者发送的秘密图像恢复请求，若是，则执行步骤S5；S5.判断发送请求的参与者的数量是否符合门限要求，若是，则执行步骤S6；S6.激活门限所对应的秘密份额数据，并恢复秘密图像和载体图像。

【技术实现步骤摘要】
一种门限可变的秘密图像共享方法
本专利技术涉及秘密图像共享
，尤其涉及一种门限可变的秘密图像共享方法。
技术介绍
如今，随着大数据与云计算等技术的高速发展，在互联网上传输和存储着大量的数据和信息。同时，近年信息和隐私泄漏事件逐渐增多，信息安全越来越受到关注。作为网络上信息传输的重要媒介，数字图像广泛用于各个领域。但是在某些特殊领域(例如医疗、军事和商业领域等)，存在只有授权的合法用户才被允许看到秘密图像的情况。如何确保这些秘密图像在存储和传输中的安全性已经变得非常重要。在一般的秘密共享方案中，门限值无法调整。但是实际环境中，当安全策略或对手结构发生改变时，需要更改门限值以保持秘密共享系统的安全性。例如考虑以下情况：(1)秘密信息的重要程度发生变化；(2)一些参与者加入或退出了系统；(3)攻击者窃取了一个或多个秘密份额。对于上述的问题，Yuan等人提出了第一个门限可变的秘密图像共享方案，他们的方案可以在恢复秘密图像之前安全地调整门限。但是，该方案也有一些局限性：门限的取值具有限制，秘密的共享需要更大的存储空间，并且在恢复过程中需要大量的计算。通过扩展Thien和Lin的方案，Liu等人在2019年提出了一种基于多项式插值的门限可变秘密图像共享。但是，他们的方案并没有使用图像隐写技术，生成的份额图像是类似于噪声的阴影图像，也没有抵御合谋攻击的能力。因此，本专利技术提出一种新的门限可变秘密图像共享方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种门限可变的秘密图像共享方法。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种门限可变的秘密图像共享方法，恢复秘密图像前，根据实际需求调整门限，并使得秘密图像共享系统处于安全状态，包括步骤：S1.对秘密图像进行处理，生成参与者对应的秘密份额数据；S2.将所述秘密份额数据嵌入到载体图像中为每个参与者生成各自的隐秘图像；S3.公布当前门限，并可在秘密图像被恢复前，多次根据实际需求调整门限；S4.判断是否接收到参与者发送的秘密图像恢复请求，若是，则执行步骤S5；S5.判断发送请求的参与者的数量是否符合门限要求，若是，则执行步骤S6；S6.激活门限所对应的秘密份额数据，并恢复秘密图像和载体图像。进一步的，所述步骤S1具体包括：S11.读取秘密图像的每个像素值，并将其转化为m进制的数据D；S12.选择合适的N个潜在可变门限，并将其依据数值大小进行排列；S13.在数据D中按顺序依次选取门限t1个未生成对应份额的数据，并构造相应的多项式组；S14.根据多项式组，为每个参与者生成对应的份额数据；S15.重复步骤S13-S14，直至所有秘密图像数据都被转换为对应的秘密份额数据。进一步的，所述步骤S13中构造相应的多项式组，表示为：其中，m表示素数；N表示潜在可变门限数量；tj表示按大小排序的第j个门限；hj(x)表示门限tj对应的多项式；ai＝di(0≤i≤t-1)；di表示从数据D中按顺序依次选取的t1个数据中的第i个数据；其余系数ai(t≤i≤tN-1)则是在有限域GF(m)随机取的值。进一步的，所述步骤S14中为每个参与者生成对应的秘密份额数据，表示为：其中，表示参与者Pi对应门限tj的秘密份额数据；si表示参与者的身份标识；rj表示门限tj对应的广播秘钥。进一步的，所述步骤S2具体包括：S21.根据嵌入规则判断载体像素的每个像素是否可以嵌入数据，若不可以，则生成不可嵌入像素位置图，并将该位置图嵌入载体图像中；其中，可嵌入像素位置设置为0，不可嵌入像素位置设置为1；S22.根据不可嵌入像素位置图，将秘密份额数据嵌入到载体图像的可嵌入像素中；S23.根据不可嵌入像素位置图，将无损恢复载体图像的所需要的数据嵌入到载体图像中，最终生成隐秘图像。进一步的，所述步骤S21中生成不可嵌入像素位置图后，还包括将位置图信息嵌入载体图像中，具体为：A1.将所有位置图信息按顺序拼接成01长串，并转换成m进制数据M；A2.从数据M中选取t1个未处理的数据并构建多项式，表示为：其中，mi表示t1个未处理数据中的第i个数据；A3.根据步骤A2中构建的多项式，计算参与者Pi对应位置图份额g(si)，并将计算得到的g(si)转换为二进制并拼接保存；A4.重复执行步骤A2-A3，直到数据M中的所有数据被处理完成，从而得到位置图份额数据Li；A5.将得到的位置图份额数据Li采用LSB的嵌入方法进行保存，并保存被替换的载体图像数据到载体图像恢复数据R中；A6.重复执行步骤A5，直到所有的位置图份额数据处理完毕，完成位置图像的嵌入。进一步的，所述步骤S22中将秘密份额数据嵌入到载体图像中，具体为：B1.根据不可嵌入像素位置图，从载体图像中取出未被嵌入数据的一组数量为N的像素形成秘密份额数据对应的像素表示为：其中，cj表示从载体图像中取出的N像素中的第j个像素；表示由cj藏入参与者Pi所对应的秘密份额后，所形成的隐秘图像对应的像素；B2.将数据b存入载体图像恢复数据R，b的计算公式如下：b＝cjmodmB3.重复B1-B2，直到所有的秘密份额被藏入载体图像。进一步的，所述步骤S23中将载体图像恢复数据R嵌入到载体图像中，具体为：C1.从载体图像中选取1个未被嵌入数据的像素c；C2.从载体图像恢复数据R中选取t1-1个未被嵌入数据并构建多项式，表示为：其中，b＝cmodm；C3.为每个参与者Pi计算其对应的份额值g(si)，并将g(si)嵌入到载体像素c中形成对应的隐秘像素spi，嵌入公式如下：C4.重复C1-C3步骤，直至R中的数据被处理完；此时所有相关数据都已嵌入载体图像，并为每个参与者Pi生成对应的隐秘图像。进一步的，所述步骤S6中恢复秘密图像具体包括：D1.不失一般性，假设秘密份额持有者想要恢复秘密图像；此时广播信息rj用于恢复秘密图像；D2.根据提取的不可嵌入像素位置图，从隐秘图像中各提取出一个藏入对应份额的像素点并基于广播信息rj及参与者各自的身份标识重新构建多项式hj(x)，表示为：其中，此时多项式hj(x)的前t1个系数即为藏入的秘密图像数据；D3.重复步骤D2，直到所有的秘密图像数据被提取出来；此时对秘密数据进行反向转换重构出秘密图像。进一步的，所述步骤S6中还包括提取不可嵌入像素位置图，具体为：E1.不失一般性，假设秘密份额持有者想要恢复秘密图像，取其所保管的前t1个隐秘图像用于恢复不可嵌入像素位置图；E2.按LSB嵌入数据提取方法，从隐秘图像中以从左到右，从上到下的顺序各取出一个未提出不可嵌入像素位置图的数据并根据拉格朗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，恢复秘密图像前，根据实际需求调整门限，并使得秘密图像共享系统处于安全状态，包括步骤：/nS1.对秘密图像进行处理，生成参与者对应的秘密份额数据；/nS2.将所述秘密份额数据嵌入到载体图像中为每个参与者生成各自的隐秘图像；/nS3.公布当前门限，并可在秘密图像被恢复前，多次根据实际需求调整门限；/nS4.判断是否接收到参与者发送的秘密图像恢复请求，若是，则执行步骤S5；/nS5.判断发送请求的参与者的数量是否符合门限要求，若是，则执行步骤S6；/nS6.激活门限所对应的秘密份额数据，并恢复秘密图像和载体图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，恢复秘密图像前，根据实际需求调整门限，并使得秘密图像共享系统处于安全状态，包括步骤：
S1.对秘密图像进行处理，生成参与者对应的秘密份额数据；
S2.将所述秘密份额数据嵌入到载体图像中为每个参与者生成各自的隐秘图像；
S3.公布当前门限，并可在秘密图像被恢复前，多次根据实际需求调整门限；
S4.判断是否接收到参与者发送的秘密图像恢复请求，若是，则执行步骤S5；
S5.判断发送请求的参与者的数量是否符合门限要求，若是，则执行步骤S6；
S6.激活门限所对应的秘密份额数据，并恢复秘密图像和载体图像。


2.根据权利要求1所述的一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11.读取秘密图像的每个像素值，并将其转化为m进制的数据D；
S12.选择合适的N个潜在可变门限，并将其依据数值大小进行排列；
S13.在数据D中按顺序依次选取门限t1个未生成对应份额的数据，并构造相应的多项式组；
S14.根据多项式组，为每个参与者生成对应的份额数据；
S15.重复步骤S13-S14，直至所有秘密图像数据都被转换为对应的秘密份额数据。


3.根据权利要求2所述的一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，所述步骤S13中构造相应的多项式组，表示为：



其中，m表示素数；N表示潜在可变门限数量；tj表示按大小排序的第j个门限；hj(x)表示门限tj对应的多项式；ai＝di(0≤i≤t-1)；di表示从数据D中按顺序依次选取的t1个数据中的第i个数据；其余系数ai(t≤i≤tN-1)则是在有限域GF(m)随机取的值。


4.根据权利要求3所述的一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，所述步骤S14中为每个参与者生成对应的秘密份额数据，表示为：



其中，表示参与者Pi对应门限tj的秘密份额数据；si表示参与者的身份标识；rj表示门限tj对应的广播秘钥。


5.根据权利要求1所述的一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S21.根据嵌入规则判断载体像素的每个像素是否嵌入数据，若不可以，则生成不可嵌入像素位置图，并将该位置图嵌入载体图像中；其中可嵌入像素位置设置为0，不可嵌入像素位置设置为1；
S22.根据不可嵌入像素位置图，将秘密份额数据嵌入到载体图像的可嵌入像素中；
S23.根据不可嵌入像素位置图，将无损恢复载体图像的所需要的数据嵌入到载体图像中，最终生成隐秘图像。


6.根据权利要求5所述的一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，所述步骤S21中生成不可嵌入像素位置图后，还包括将位置图信息嵌入载体图像中，具体为：
A1.将所有位置图信息按顺序拼接成01长串，并转换成m进制数据M；
A2.从数据M中选取t1个未处理的数据并构建多项式，表示为：



其中，mi表示t1个未处理数据中的第i个数据；
A3.根据步骤A2中构建的多项式，计算参与者Pi对应位置图份额g(si)，并将计算得到的g(si)转换为二进制并拼接保存；
A4.重复执行步骤A2-A3，直到数据M中的所有数据被处理完成，从而得到位置图份额数据Li；
A5.将得到的位置图份额数据Li采用LSB的嵌入方法进行保存，并保存被替换的载体图像数据到载体图像恢复数据R中；
A6.重复执行步骤A5，直到所有的位置图份额数据处理完毕，完成位置图像的嵌入。


7.根据权利要求6所述的一种门限可变的秘密图像共享方法，其特征在于，所述步骤S22中将秘密份额数据嵌入到载体图像中，具体为：
B1.根据不可嵌入像素位置图，从载体图像中取出未被嵌入数据的一组数量为N的像素形成秘密份额数据对应的像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：任一支，王明尧，袁理锋，吴国华，王秋华，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33