)日12X512。
[0173]W上是在分发掩体图像均没遭受攻击情况下的恢复结果，若参与图像图10~图 13被攻击为图18~图21，则通过上述步骤可恢复得到秘密图像：图22和认证图图23。
[0174] 本发明不同于我们之前提交的国家发明专利申请；基于差值变换的化脚有意义 图像分存及恢复方法，所提方法引入调整差值变换将秘密图像转换为与之等价的差值图和 位置图，对差值图和位置图进行化脚分存并根据由位置图标记的不同差值类型来选择不 同的分存和嵌入方法，W避免直接对秘密图像进行化，脚有意义分存所带来的掩体图像视 觉质量下降和像素扩张问题，但所提策略采用的是严格认证策略，不允许持有者保管的嵌 入分存信息的掩体图像W及子密钥存在任何作弊行为，同时也没有引入前向认证策略，即 对分存前的秘密像素进行认证。（邵利平，欧阳显斌.基于差值变换的化，脚有意义图像分 存及恢复方法[P].中国；CN104200424A, 2014-8-29)
[01巧]本发明也不同于我们之前提交的国家发明专利申请；基于S重备份的化脚有意 义图像分存及恢复方法，通过引入=重备份将秘密图像像素分存信息存储在不同的=个位 置起相互认证作用，在恢复阶段使用自然图像相邻像素相关性来提升方案的认证能力和错 误修复能力，并使用Lagrange插值多项式的多个系数来存放秘密信息，提高掩体图像的视 觉质量，使用邻近像素的相关性来修正在恢复过程中错误认证的像素和使用自然图像的邻 近像素相关性来逼近那些认证不通过的像素点，但所提策略存在像素扩张且未引入前向认 证策略不能提高认证的准度。（邵利平，欧阳显斌.基于S重备份的化N)有意义图像分存 及恢复方法[P].中国；CN104200424A, 2014-8-29)。
【主权项】
1. 一种基于GF(2 3)的（K，N)有意义无扩张图像分存方法，其特征在于包括以下步骤： 第1步：分别读取秘密图像和N张掩体图像矩阵S = (Si，pmXn和 G =(<；)_ A = 1，2,…选取门限K和密钥key ; 第2步：对密钥key进行分存得到N个子密钥f (k)，k = 1，2,…，N并将对应子密钥的 MD5值公布到第3方公信方； 第3步：使用key生成集合{0, 1，…，255}上的排列<qQ，Q1，…，q255> ; 第4步：对秘密图像S = (Si，j)mXn的像素1=(?···#)2，计算认证信息 乂χ^々)2,计算加密后的像素心= (<·^'···#):，由check i;J和 s' i;j计算GF (2 3)分存的分存系数a，b，c和d，对其进行GF (23)分存得到分存信息 第5步：将分存信息/#㈨嵌入到掩体图像Ci =(<)_对应位置4，Α = 1，2,·? 第6步：反复执行步骤4~步骤5,直至处理完秘密图像所有像素，得到嵌入分存信息 后掩体图像=(<5)",x", k= 1，2, "·，Ν，将它们和子密钥f(k)分发给对应参与者，并销毁 所有中间数据。2. 如权利要求1所述的一种基于GF (2 3)的（K，N)有意义无扩张图像分存方法，其特征 在于：第2步中将密钥key通过式（I) Lagrange多项式进行分存得到N个子密钥f (k)，k = 1，2,…，N: f (k) = (s+r^+^k2+···+r^k^Omod p (1) 式⑴中s是秘密，I^1, r2,…，Iv1是随机整数，p为素数并且满足s, r r2，… ,IV1E [〇，p)，N为[K，p)范围内的整数，将X= 1，2,…，N依次代入式（1)，从而形成N个分 发信息（1，f ⑴），（2, f ⑵），…，（N，f (N))。3. 如权利要求1所述的一种基于GF (2 3)的（K，N)有意义无扩张图像分存方法，其特征 在于：第4步由像素\ =(47#..·44廿算认证信息 为式（5): check、j = (sVs[jSi21 Si^ ? is?Si5 )sj6jsV \ (5) 式（5)中"十"为异或操作； 加密后像素= 具体的计算方法如式（6)所示： sIj -(Qf, (0 + 7)m〇d256) + 256) mod256 (6) 式（6)中A,,对应为<qQ，qi，…，q255>上索引值为s i;j的元素。4. 如权利要求1所述的一种基于GF (2 3)的（K，N)有意义无扩张图像分存方法，其特征 在于：第4步由cheeky和s' 」计算GF(2 3)分存的分存系数a，b，c和d的具体方法如式 (7)所示： α = ?^；^；；02 b = (s，MJ々\ c = (5；XX-〇2V) Cl = (SW^)1 对V u和check u进行GF (2 3)分存的具体方法如式（3)所示： ./M.-(々）= G厂(a+/，-々+c.-/Λ??/·Ρ+/ρ々）+…'+r,' , ?々八 JmodGF(Il) (3) 式⑶中，a, b, c, d为秘密值，!T1, r2，…，1\_4随机数并且满足a, b, c, d, r r2，… ，rK_4e {〇, 1，…，7}，GFO为有限域计算函数，其功能为将整数y转换为GF (2 n)上的2值多 项式/(i)且多项式的系数只能是0和1，+和c为有限域上的加法和乘法操作。5. 如权利要求1所述的一种基于GF (2 3)的（K，N)有意义无扩张图像分存方法，其特 征在于：第6步通过调整掩体图像对应像素<4莫值，将分存信息/#(幻嵌入到掩体图像 G = <·)_对应位置2,…，iV ; g|]使调整后的值〇满足mod8 = /品(Ar)从而嵌入 分存信息/名(幻，选择满足〇od8 = /么(幻且|<.-剑最小的《。6. 与权利要求1分存方法相对应的一种基于GF (2 3)的（Κ，N)有意义无扩张图像重构 方法，其特征在于包括以下步骤： 第1步：假设有t，t多K个参与者提供的子密钥f(numk)和掩体图像CImi参与秘密图 像重构，计算f (numk)的MD5值与第3方公信方MD5值进行对比，若相等则认为其合法，否 则不合法，若合法子密钥数不小于门限则继续恢复过程，否则恢复失败，这里假设t个参与 者提供的子密钥均合法； 第2步：利用合法参与者子密钥（numk, f (numk))，k = 1，2,…，t恢复密钥key ; 第3步：使用key生成集合{0, 1，…，255}上的排列<qQ，Q1，…，q255> ; 第4步：对于掩体图像Cli位置（i，j)，提取出嵌入信息，由 (numk, f^(numk)), k ^ ^Wchecki j =(5^'s'^s^'s['{')2; 第5步：将s' u解密，得到气7 = …十)2并计算Si.」的认证值 进行认证，标记认证位by和对认证失败的像素进行修正，即若（·<'Χ''ΛΚ")2等于 乂VrXr )2 则置幻=1而…A')]，否则令 K』=〇, s i;j=版 第6步：反复执行第4步~第5步，直至处理完所有像素，可得秘密图像S = (Su)mxn 和认证图B = (bi;j)mXn。7. 如权利要求6所述的一种基于GF (2 3)的（K，N)有意义无扩张图像重构方法，其特征 在于：第2步利用合法参与者子密钥（numk, f (numk))，k = 1，2,…，t恢复密钥key的具体 方法为采用式（2)先对f(x)进行恢复，再对分发秘密s = f(0)重构：式⑵中，（麵"厂"訓/),,,1为（numi-nunij)在模p上的乘法逆元。8. 如权利要求6所述的一种基于GF(2 3)的（K，N)有意义无扩张图像重构方法， 其特征在于：第4步对于位置（i，j)，提取出嵌入信息/名的具体方法为：对于位 置（i，j)，0彡i <m，0彡j <n，可通过式⑶来提取掩体图像该位置嵌入的分存信息?,, 的具体方法为：将,乂转化成有限域GF(23)下对应 的多项式，按式（4)恢复出式（3):式⑷中，（臟叫~圆,)。;.(丨π为二/丽7,) /丨:木拟 的乘法逆元多项式，并且满足(((;厂(脂~細〇)(膨丨,丨!,）2) mod 67-'(11) = I，a 为有限域上的减法操作；提取出式⑶的4个系数a，b，c和d，从而按式（7)得到心=(f<v…#)2.和9. 如权利要求6所述的一种基于GF (2 3)的（K，N)有意义无扩张图像重构方法，其特征 在于：第5步通过式（9)解密s' si； j= id ((sri； j+i+j)mod256) (9) 其中函数id(v)表示排列〈％，qi，…，q255>中v所对应的下标索引。10. 如权利要求6所述的一种基于GF (2 3)的（K，N)有意义无扩张图像重构方法，其特 征在于：第5步通过式（5)由Si 计算认证值（CfCC)2:若(<·乂~心、"厂)2等于，则认为该秘密像素未被攻击且正确恢 复，并置bi;j= 1，表示认证通过；反之令b i;j= 0,置s i;j= 128,即认证不通过。
【专利摘要】本发明提供一种基于GF(23)的(K,N)有意义无扩张图像分存和重构方法，在该方法中，首先生成加密映射表并利用秘密像素位置信息对秘密像素进行加密；然后将秘密像素认证信息和加密像素在GF(23)有限域下进行(K,N)分存，嵌入到掩体图像对应像素中；最后将映射表生成密钥进行(K,N)分存，计算每个子密钥MD5值并公布到第3方公信方以防止子密钥持有者作弊；同现有方法相比，所提方案能准确地识别出秘密图像攻击区域，不存在任何像素扩张，掩体图像和秘密图像等大且嵌入分存信息的掩体图像具有较好的视觉质量。
【IPC分类】G06F21/60, G06T1/00
【公开号】CN104881838
【申请号】CN201510283407
【发明人】邵利平, 欧阳显斌
【申请人】陕西师范大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月28日