一种基于同态的敏感信息加密和补充信息隐藏方法及系统

本发明涉及信息加密及信息隐藏领域，特别是涉及一种基于同态的敏感信息加密和补充信息隐藏方法及系统。

背景技术：

1、近年来，伴随着云计算和云存储的飞速发展，敏感信息(例如：医学图片)拥有者(患者)将敏感信息存储在云服务器中，但为保证数据安全，先将敏感信息加密，再上传到云服务器。而现有网络的管理者(院方)在管理过程中，需要在敏感数据中增加补充信息，例如：患者针对某项检查的补充信息。为保护患者隐私数据安全，仅允许管理者操作加密后的敏感信息，这属于密文域的信息隐藏算法，而且在密文域的操作要等效于明文域的对应操作，这里则需要加密算法具有同态性质。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于同态的敏感信息加密和补充信息隐藏方法及系统，在保证敏感信息图像机密性的前提下，实现敏感信息图像中补充信息的隐藏。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于同态的敏感信息加密和补充信息隐藏方法，其特征在于，包括：

4、获取敏感信息图像和补充信息图像；所述敏感信息图像为患者已检查项目的医学图像；所述补充信息图像为患者补充检查项目的医学图像；

5、对所述敏感信息图像进行预处理，利用paillier算法对预处理后的敏感信息图像进行加密，得到加密后的敏感信息图像；利用paillier算法对所述补充信息图像进行加密，得到加密后的补充信息图像；

6、将所述加密后的敏感信息图像和所述加密后的补充信息图像在密文域进行叠加运算，得到密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；所述叠加运算为相乘。

7、可选地，对所述敏感信息图像进行预处理，利用paillier算法对预处理后的敏感信息图像进行加密，得到加密后的敏感信息图像，利用paillier算法对所述补充信息图像进行加密，得到加密后的补充信息图像，具体包括：

8、提取所述敏感信息图像的像素对和所述补充信息图像的像素；

9、对所述敏感信息图像的像素对进行预处理，得到预处理后的敏感信息像素对；所述预处理为改进的差值扩展算法；

10、利用所述paillier算法对所述预处理后的敏感信息像素对进行加密，得到所述敏感信息密文像素对；

11、利用所述paillier算法对所述补充信息图像的像素进行加密，得到所述补充信息密文像素；

12、根据所述敏感信息密文像素对，确定加密后的敏感信息图像；

13、根据所述补充信息密文像素，确定加密后的补充信息图像。

14、可选地，对所述敏感信息图像的像素对进行预处理，得到预处理后的敏感信息像素对，具体包括：

15、计算所述敏感信息图像像素对的均值和差值；

16、根据所述敏感信息图像像素对的均值和差值，确定预处理后的敏感信息像素对；所述预处理后的敏感信息像素对的第一个像素为所述均值和所述差值之和；所述预处理后的敏感信息像素对的第二个像素为所述均值和所述差值之差。

17、可选地，将所述加密后的敏感信息图像和所述加密后的补充信息图像在密文域进行叠加运算，得到密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像，具体包括：

18、提取所述加密后的敏感信息图像的像素对和所述加密后的补充信息图像的像素；

19、将所述加密后的补充信息图像的像素与加密后的敏感信息图像的像素对的第一个像素值进行叠加运算，得到隐藏补充信息密文像素的敏感信息密文像素对；

20、根据所述叠加补充信息密文像素的敏感信息密文像素对，得到密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像。

21、一种基于同态的敏感信息加密和补充信息隐藏系统，包括：

22、第一信息获取模块，用于获取敏感信息图像和补充信息图像；所述敏感信息图像为患者已检查项目的医学图像；所述补充信息图像为患者补充检查项目的医学图像；

23、第一加密模块，对所述敏感信息图像进行预处理，利用paillier算法对预处理后的敏感信息图像进行加密，得到加密后的敏感信息图像；利用paillier算法对所述补充信息图像进行加密，得到加密后的补充信息图像；

24、第一加密信息叠加模块，将所述加密后的敏感信息图像和所述加密后的补充信息图像在密文域进行叠加运算，得到密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；所述叠加运算为相乘。

25、一种基于同态的敏感信息解密和补充信息提取方法，包括：

26、获取密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；

27、利用paillier算法对所述密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像进行解密，得到明文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；

28、对所述明文域隐藏补充信息的敏感信息图像进行数据处理，提取补充信息图像和敏感信息图像。

29、可选地，利用paillier算法对所述密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像进行解密，得到明文域隐藏补充信息后的敏感信息图像，具体包括：

30、提取所述密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像中的隐藏补充信息密文像素的敏感信息密文像素对；

31、利用paillier算法，对所述隐藏补充信息密文像素的敏感信息密文像素对进行解密，得到明文域隐藏补充信息像素的敏感信息像素对；

32、根据所述明文域隐藏补充信息像素的敏感信息像素对，得到明文域隐藏补充信息后的敏感信息图像。

33、可选地，对所述明文域隐藏补充信息的敏感信息图像进行数据处理，提取补充信息图像和敏感信息图像，具体包括：

34、根据所述明文域隐藏补充信息的敏感信息图像中的明文域隐藏补充信息像素的敏感信息像素对，利用数据奇偶特性，提取补充信息图像的像素；

35、去除所述明文域隐藏补充信息像素的敏感信息像素对中的补充信息图像的像素，并进行数据反处理，得到敏感信息图像的像素对；

36、根据所述补充信息图像的像素，确定补充信息图像；

37、根据所述敏感信息图像的像素对，确定敏感信息图像。

38、一种基于同态的敏感信息加解密和补充信息隐藏提取方法，包括：

39、获取敏感信息图像和补充信息图像；所述敏感信息图像为患者已检查项目的医学图像；所述补充信息图像为患者补充检查项目的医学图像；

40、对所述敏感信息图像进行预处理，利用paillier算法对预处理后的敏感信息图像进行加密，得到加密后的敏感信息图像；利用paillier算法对所述补充信息图像进行加密，得到加密后的补充信息图像；

41、将所述加密后的敏感信息图像和所述加密后的补充信息图像在密文域进行叠加运算，得到密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；所述叠加运算为相乘；

42、利用paillier算法对所述密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像进行解密，得到明文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；

43、对所述明文域隐藏补充信息的敏感信息图像进行数据处理，提取补充信息图像和敏感信息图像。

44、一种基于同态的敏感信息加解密和敏感信息隐藏提取系统，包括：

45、第二信息获取模块，用于获取敏感信息图像和补充信息图像；所述敏感信息图像为患者已检查项目的医学图像；所述补充信息图像为患者补充检查项目的医学图像；

46、第二加密模块，对所述敏感信息图像进行预处理，利用paillier算法对预处理后的敏感信息图像进行加密，得到加密后的敏感信息图像；利用paillier算法对所述补充信息图像进行加密，得到加密后的补充信息图像；

47、第二加密信息叠加模块，将所述加密后的敏感信息图像和所述加密后的补充信息图像在密文域进行叠加运算，得到密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；所述叠加运算为相乘；

48、第一解密模块，利用paillier算法对所述密文域隐藏补充信息后的敏感信息图像进行解密，得到明文域隐藏补充信息后的敏感信息图像；

49、第一信息提取恢复模块，对所述明文域隐藏补充信息的敏感信息图像进行数据处理，提取补充信息图像和敏感信息图像。

50、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

51、本发明的基于同态的敏感信息加密和补充信息隐藏方法及系统，使用具有同态特性的paillier算法对预处理后的敏感信息图像和补充信息图像分别加密，同时在密文域上利用加法同态性质，将加密后的敏感信息图像叠加加密后的补充信息图像，得到密文域叠加补充信息的敏感信息图像，使得敏感信息拥有者在收到此信息后，可以正确获取原始敏感信息图像以及补充信息图像，达到保护敏感信息不被管理者浏览和使用的目的，在保证敏感信息图像机密性的前提下，实现敏感信息图像中补充信息的隐藏。