【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于密文管理领域，尤其涉及一种抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法。
技术介绍
1、rdh-ed技术的应用领域主要在于密文备注、检索辅助与认证、校验等辅助管理的水印功能，现有的应用场景主要是面向云服务中的密文管理、远程医疗中的加密医学图像备注等。
2、传统鲁棒水印的功能体现在对载体的认证具有一定的鲁棒性，即抗主动攻击的能力。对明文状态下的图像等多媒体常见的攻击方式主要有：加噪声、剪切、数据篡改、重采样与重压缩等。鲁棒水印技术的应用性能，依赖于对载体数据的现实安全需求，明文载体在使用过程中面临的主动攻击隐蔽性强、种类多、效果与目的各异，对明文载体中鲁棒水印性能提出了不同的要求。现有的明文多媒体鲁棒水印针对上述一种或多种攻击设计算法，可以实现抗御额外噪声叠加、数据剪切、压缩与篡改定位等一种或多种功能。
3、随着现实生活中加密技术的普及，使用密文域可逆水印对日常的密文数据进行认证保护的需求不断提高，研究具有抵抗常见密文攻击的密文域鲁棒可逆水印技术具有较大的现实意义。由于加密过程的特殊性，密文水印鲁棒性的功能需求与明文不同，且实现难度也不同。由于在密文中缺乏数据之间的相关性，因此对密文的重采样与重压缩的效果较差，而且影响解密可靠性，常见的多媒体压缩技术对于密文的传输与使用领域没有实际意义。密文本身的脆弱性使得其应用过程中经常遇到噪声干扰与数据包丢失引起的解密失真，以及主动加噪与裁剪攻击。应对常见的密文攻击，密码技术在应用过程中的实用性对策较少，主要是通过设计针对性的防御策略来解决，如对剪切攻击可以把加
4、基于lwe加密方案设计具有抵抗常见的加性噪声攻击的可逆鲁棒水印算法，之所以重点关注对噪声攻击的主动防御能力，是因为噪声攻击不仅是一种针对水印信息的主动篡改攻击，也是信息传输过程中不可避免的一种外来干扰作用。这种外来干扰，虽然可以通过一定的信道编码与信源纠错技术来降噪，但是仍然无法实现水印在信源端抵抗噪声干扰的鲁棒性需求，例如预防敌手的恶意加噪声，或对于一些传输条件具有硬件缺陷的内网与局域网中的噪声干扰。无论是主动或被动情况下的噪声攻击，它们对密文载体中的水印信息的影响不可忽略。如果嵌入密文中的水印信息具有抵抗一般加性噪声攻击的鲁棒性，可以在应用过程中发挥较好的认证与主动取证实用性。
5、在一些现有的联合数据隐藏和加密方案中，仅加密了部分覆盖数据，其余部分可以用于携带附加消息。除此之外，还包括加密帧内预测模式、运动矢量差异和dct系数的符号，而水印则嵌入到dct系数的振幅中。或对变换域的高位和低位比特平面的覆盖数据分别加密和水印处理。然而，在这些联合方案中，由于仅涉及部分加密，可能导致覆盖数据的部分信息泄露。此外，未考虑从带有水印版本中分离原始覆盖数据和嵌入数据，数据嵌入是不可逆的。
6、密文域可逆信息隐藏算法在发展的过程中关注可逆性、可分离性的实现，在拓展不同的密码体制方面也取得了较大的成效。后量子密码环境，如(r-)lwe等加密下的rdh-ed技术首先由ke等人引入，得益于加密强度高以及由于lwe的概率性解密过程，使得加解密过程的冗余变量较丰富，可以用于构造多种可逆嵌入场景，如多比特嵌入，多层嵌入等，在可分离性、同态应用中也得到了较大的发展。但是在密文域可逆水印的鲁棒性研究中，当前的研究成果还相对较少。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了如下方案：一种抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，包括：
2、通过使用私钥获取用于明文映射的量化向量，并构建解密量化规则；
3、基于所述解密量化规则和量化向量，将整个密文域空间进行二次的重量化，使新量化后的子区域负载额外信息，并在量化过程中引入噪声缓冲区，实现嵌入信息具有抵抗加性噪声的鲁棒性。
4、优选地，所述量化向量中变量的数值围绕密文域空间的0或波动，且服从离散高斯分布；
5、所述解密量化规则包括：基于一个圆周表示有限域上的点的集合，将所述有限域平均分为4个区域，分别为：区域i区域ii区域iii和区域iv)；如果所述量化向量中的数值对应的点位于区域i或区域iv，则解密为0；如果所述量化向量中的数值对应的点位于区域ii或区域iii，则解密为1。
6、优选地，将整个密文域空间进行二次的重量化的过程包括，
7、将整个密文域空间进行重量化，在保证原lwe算法的解密量化规则不变的前提下，使重量化后的空间能够负载额外的水印信息；具体重量化过程包括：
8、将区域i，ii，iii，iv平均分为长度为的子区域，每个所述子区域包含1个信息负载区与2个噪声缓冲区，且所述噪声缓冲区的长度相同，记为l；
9、嵌入信息时通过将所述量化向量中的对应变量的数值修改，使其位于信息负载区。
10、优选地，将区域i，ii，iii，iv平均分为长度为的子区域的过程包括，
11、将区域i，ii，iii，iv的每个区域都平均分为两个子区域，分别对应记为子区域0和子区域1，每个子区域的长度为
12、将所述子区域0和子区域1分别映射到待嵌入的额外比特0或1，当量化向量位于子区域0，指示额外信息为0；当量化向量位于子区域1时，指示额外信息为1；
13、每个子区域包含一个区域长度为lip的信息载荷区域和两个相等的区域长度为lnb的水噪声缓冲区域；其中，
14、定义鲁棒率为rrob，所述鲁棒率为噪声缓冲区区域长度和信息载荷区域长度的比率，鲁棒率越大，可以抵抗的加性噪声的波动振幅越大；其中，rrob＝lnb/lip。
15、优选地，所述嵌入信息之前还包括进行系统初始设置；
16、所述系统初始设置包括：系统参数设置、密钥生成以及秘钥分配；
17、所述系统参数设置包括，
18、设置安全参数为n，n是一个2的幂；q是一个质数且q∈(n2,2n2)≥2；
19、lwe加密系统中的所有操作都在有限域模q下进行运算；
20、公钥空间中的向量维数为d(d≥(1+ε)(1+n)log2 q，ε＞0)；
21、引入的lwe噪声分布为离散高斯分布
22、「qx」表示将qx四舍五入到最接近的整数，是所选高斯噪声分布的标准差，标准差的值将影响具有标准偏差的安全性；
23、所述密钥生成的过程包括，
24、生成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，将整个密文域空间进行二次的重量化的过程包括，
4.根据权利要求3所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，将区域I，II，III，IV平均分为长度为的子区域的过程包括，
5.根据权利要求3所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，所述嵌入信息之前还包括进行系统初始设置；
6.根据权利要求3所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，所述嵌入信息的过程包括加密与水印嵌入和解密与水印信息提取；
7.根据权利要求6所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，所述加密的过程包括，
8.根据权利要求6所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，所述水印嵌入的过程包括，
9.根据权利要求6所述的抗加性噪声攻
10.根据权利要求6所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，所述水印提取的过程包括，
...【技术特征摘要】
1.一种抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，将整个密文域空间进行二次的重量化的过程包括，
4.根据权利要求3所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，将区域i，ii，iii，iv平均分为长度为的子区域的过程包括，
5.根据权利要求3所述的抗加性噪声攻击的密文域鲁棒可逆水印方法，其特征在于，所述嵌入信息之前还包括进行系统初始设置；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯彦，张敏情，刘佳，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：
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