1.一种基于三重备份的(K,N)有意义图像分存方法,其特征在于,包括以下步骤:第1步:获得大小为m×n的秘密图像S=(si,j)m×n和N张大小为2m×2n的掩体图像k=1,2,…,N,选取密钥Ke随机生成<0,1,2,…,x,…,4mn-1>的一个排列序列<q0,q1,q2,…,qx,…,q4mn-1>用于确定秘密像素分存信息在掩体图像中的嵌入位置;
第2步:使用公式(1)将密钥Ke进行(K,N)分存,对于标号为k的参与者可按公式(1)获得子密钥fKe(k),其中,公式(1)为:公式(1)中,pKe是大于Ke的任意素数, 均为随机整数且满足
2<K≤N<7;
第3步:对于标号为k的参与者,使用子密钥fKe(k)生成元素处于[0,6]之间的随机整数序列第4步:对于秘密图像S像素扫描序中第x个位置的像素sx用7进制数(axbxcx)7表示,并按公式(2)进行分存,其中,公式(2)为:
2 3 K-1
fx(k)=(ax+bxk+cxk+r1k+...+rK-3k )mod 7 (2)公式(2)中,r1,r2,...,rK-3为随机整数,并满足r1,r2,...,rK-3∈[0,6],对于标号为k的参与者,得到分存信息记为 k=1,2,...,N,N<7且x=0,1,…,mn-1;
第5步:将上一步得到的分存信息 加密成三个版本 然后将
它们分别嵌入到掩体图像Ck的q3x,q3x+1,q3x+2位置;
第6步:计算fKe(k)对应的MD5值并向第三方公信方公布,以防止用户恶意篡改子密钥fKe(k),然后将嵌入分存信息后的掩体图像 和子密钥fKe(k)分发给标号为k的参与者,并销毁计算过程中的所有中间数据。
2.根据权利要求1所述的基于三重备份的(K,N)有意义图像分存方法,其特征在于,所述第5步中,将分存信息 加密成三个版本 和 的方法具体如公式(3)所示:
公式(3)中的q3x,q3x+1,q3x+2由第1步生成, 由第3步生成,当所有x处理完后,得到嵌入分存信息后的掩体图像 k=1,…,N。
3.根据权利要求1或2所述的基于三重备份的(K,N)有意义图像分存方法,其特征在于,所述第5步中,将 和 嵌入到掩体图像Ck的方法是通过调整 成 完成,其中 满足
为使嵌入分存信息后
的掩体图像得到更高的视觉质量,选择满足 最小的
4.一种如权利要求3所述分存方法的基于三重备份的(K,N)有意义图像恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:第1步:假设有t个参与者参与秘密图像重构,这些参与者的标号为numk∈[1,N],k=1,…,t,t≥K,分别计算参与者子密钥fKe(numk)的MD5值并与第三方公信方对应的MD5值进行对比,若通过认证的参与者数大于等于K,则继续还原过程,否则恢复失败;
第2步:将通过认证的参与者的标号和子密钥(numk,fKe(numk))按Lagrange插值还原出公式(1)中的密钥Ke和使用Ke再次生成<0,1,2,…,x,…,4mn-1>的排列序列<q0,q1,q2,…,qx,…,q4mn-1>,其中,对于标号为numk的参与者,使用fKe(numk)生成随机整数序列:第3步:提取出参与者的掩体图像 在像素扫描序的第
q3x,q3x+1,q3x+2(x=0,1,…,mn-1)位置中嵌入的分存信息,解密出分存信息 的3个版本 和第4步:对于 和 若互不相等则认为分存信息 不可信,
否则把 的值设置为 和 中出现最多的数值并且认为其可信;
第5步:若求得的可信 的个数大于等于K,则通过可信的分存信息使用拉格朗日插值还原出公式(2),从而提取出(axbxcx)7,得到秘密图像的第x个像素,假设秘密图像的第x个像素坐标位置为(i1,j1),并标记该像素通过认证,即 否则,令秘密图像的第x个像素值等于128,并标记该像素未通过认证,即第6步:反复执行第3步至第5步,直至处理完所有的x=0,1,…,mn-1,得到初步秘密图像S′=(s′i,j)m×n和对应的认证信息图像B=(bi,j)m×n,其中,bi,j=1表示像素s′ i,j认证通过,bi,j=0表示未通过认证;
第7步:对于满足 的初步秘密图像S′像素扫描序的第x个像素为s′x,假设s′x的8邻域像素分别为 其中,x=0,1,…,mn-1,按公式(5)得到s′x的
8邻域像素中通过认证的数目cntx和其与s′ x的最小距离 其中公式(5)为:cntx=sizeof({y∈{x1,x2,...,x8}|bsit(y)=1}) (5)公式(5)中sit(y)表示秘密图像像素扫描序中的第y个像素对应的坐标位置,若且cntx≥3,则认为该像素是第5步误认为通过认证的像素点,从而将其纠正至不通过认证即 M设置为原始秘密图像所有像素与对应8邻域像素最小距离的最大值或取区间[0,255]范围内的整数;
第8步:对于满足 的初步秘密图像S′像素扫描序的第x个像素s′x,则使用邻近像素的像素相关性来逼近它的值,其中,x=0,1,…,mn-1,其具体过程为:首先计算其
8邻域像素通过认证的数目cntx,若cntx等于0则置s′ x=128,否则使用公式(6)来得到新的s′x并四舍五入到整数,其中,公式(6)为:第9步:最后将s′x构成的2维矩阵S′输出作为恢复出的秘密图像。
5.根据权利要求4所述的基于三重备份的(K,N)有意义图像恢复方法,其特征在于,所述第3步中,解密出分存信息 的3个版本 和 的具体方法为:首先提取出
然后使用公式(4)解密出分存信息 的3个版本 和 其中,公式(4)为:
公式(4)中, 为(q3x+1mod6)+1在模7上的乘法逆元。
6.根据权利要求4或5所述的基于三重备份的(K,N)有意义图像恢复方法,其特征在于:所述第7步中,在假设s′x的8邻域像素时,若不存在8个像素,则用128补齐为8个,且补充的元素认证值设置为0。