CN103559251B - 基于信息隐藏的数据安全保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于信息隐藏的数据安全保护方法，首先将关键数据转换成相对应的二值图像，应用现有的隐藏算法将关键数据和其二值图像的多个备份隐藏在图像中，只需载密图像保存数据库或传输。即使载密图像受噪声或剪切等干扰，本方法依然可以较好的提取关键数字信息，本方法具有较好的稳健性。由于本方法在存储信息时，需要额外的图像作为载体。若在用户群较大的应用平台使用本方法，则需要额外的数据量也相对较多，这对数据库负荷较大，但本方法的安全性高，所以本方法适用于信息机密但用户群小的部门。

Description

基于信息隐藏的数据安全保护方法
技术领域
本发明涉及信号处理领域和计算机技术领域，特别是一种基于信息隐藏的数据安全保护方法。
背景技术
随着信息技术的发展，产生大量的数据信息，由于缺少保护数据的先进方法，近年来常常发生大量数据被非法交易等问题。目前大量数据存储在数据库中，数据库管理员可以将数据库中的数据进行拷贝复制，就有可能导致一些重要的数据外泄。计算机网络是一个公开的传输平台，传输的信息很容易被一些非法攻击者注意，一些非常重要的关键数据受到破坏和窃取，这有可能会造成不可估量的损失。因此，如何确保数据存储和传输的安全是急需解决的问题。
当前主要是应用加密技术对数据进行保护，在保证信息安全方面发挥着重要作用。加密方法是将被保护的数据进行处理使其变得杂乱无章，只有拥有正确密钥才能对数据进行解密从而还原出正确的数据信息。数据加密后产生的密文杂乱无章使人无法理解，但正是因为这种杂乱无章的密文才显示了该信息的重要性，容易引起攻击者的特别注意和重视，导致攻击者对加密的数据进行分析或破坏，对数据安全形成威胁。
信息隐藏技术在信息安全方面，发挥着至关重要的作用。为了加强对重要数据的保护，选择适当的载体信息，然后将重要的关键数据隐藏到载体信息中，使关键数据在存储和传输时不可见，为数据安全提供一种新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于信息隐藏的数据安全保护方法。本方法首先将关键数据(需要保护的重要数据)转换成二值图像，二值图像显示的内容为关键数据，再将关键数据和其对应的二值图像的多个备份加密并同时隐藏在载体图像中，得到载密图像。在数据存储和传输中只显示含有关键数据的载密图像，不直接显示关键数据信息，而载密图像在视觉上与一般图像没有区别，不会引起注意。如果载密图像受到一定的攻击干扰，本方法仍然可以对关键数据信息进行恢复，通过多方面保护信息的安全。若载密图像在存储或传输时被截取，无正确的提取方法就无法得到关键数据，只能通过本方法才能正确提取并显示被保护的关键数据信息。
本方法的具体步骤如下：
(1)关键数据处理：输入数据时对关键数据进行处理，将输入的关键数据信息转换成二值图像，二值图像显示的内容为关键数据信息，将输入的关键数据和其二值图像两种类型数据作为输入关键数据隐藏存储或传输；
(2)数据隐藏存储或传输：根据输入关键数据的大小和载体图像的隐藏容量，计算载体图像能隐藏输入关键数据的份数，应用现有隐藏算法将输入关键数据的多个备份数据隐藏到载体图像中，得到载密图像，只对载密图像进行存储或传输，非关键数据进行直接存储或传输，使关键数据不可见；
(3)关键数据的显示：当需要关键数据时，读取载密图像并进行检测，载密图像没有被破坏，应用对应的提取方法从载密图像中直接提取关键数据信息进行显示；
(4)关键数据的恢复：当需要关键数据时，读取载密图像并进行检测，载密图像被破坏，首先提取文本格式的关键数据，在提取的多个备份数据中，若都存在没被破坏的位，则可恢复关键数据，若提取文本格式数据时出现乱码无法获取正确的关键数据，则提取二值图像格式的关键数据；在提取的多个备份中都存在没被破坏的位，则可直接获得正确的关键数据显示的二值图像，若提取出来的二值图像中的某些像素已经被破坏，对提取的二值图像进行修复，修复完成则可恢复关键数据。
本方法与现有方法相比，本数据保护安全方法将关键数据及显示内容为关键数据的二值图像隐藏在图像中，只需将含有关键数据的载密图像存储在数据库中，使关键数据对外界是不可见的，确保信息安全。即使载密图像被污染，本方法也能较好的恢复原有数据信息。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是关键数据显示和恢复流程图；
图3是实施例中输入文本格式的关键数据；
图4是将图3中的关键数据转换成二值图像，大小为36×316；
图5是实施例中用到的载体图像Lena图，大小为128×128；
图6是将5个备份的输入关键数据隐藏隐藏在图5的结果；
图7是对图6加0.5的椒盐噪声的结果；
图8是从图7中提取文本格式的关键数据并显示的结果；
图9是从图7中提取二值图像格式的关键数据并显示的结果。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的详细说明，但不是对本发明的限定。
参照图1、图2。
一种基于信息隐藏的数据安全保护方法，包括以下步骤：
(1)关键数据处理：输入数据时对关键数据进行处理，将输入的关键数据信息转换成二值图像，二值图像显示的内容为关键数据信息，将输入的关键数据和其二值图像两种类型数据作为输入关键数据隐藏存储或传输；
(2)数据隐藏存储或传输：根据输入关键数据的大小和载体图像的隐藏容量，计算载体图像能隐藏输入关键数据的份数，应用现有隐藏算法将输入关键数据的多个备份数据隐藏到载体图像中，得到载密图像，只对载密图像进行存储或传输，非关键数据进行直接存储或传输，使关键数据不可见；
(3)关键数据的显示：读取载密图像并进行检测，载密图像没有被破坏，应用对应的提取方法直接提取关键数据信息进行显示；
(4)关键数据的恢复：当需要关键数据时，读取载密图像并进行检测是否被破坏，载密图像被破坏，首先提取文本格式的关键数据，在提取的多个备份数据中，若至少存在一个没被破坏的位，则可恢复关键数据，若提取文本格式数据时出现乱码无法获取正确的关键数据，则提取二值图像格式的关键数据；在提取的多个备份中至少存在一个没被破坏的位，则可直接获得正确的关键数据显示的二值图像，若提取出来的二值图像中的某些像素已经被破坏，对提取的二值图像进行修复，修复完成则可恢复关键数据。
例如某些位置的像素值发生改变，原来白的变成黑的，黑的变成白的。为了更加清晰的显示关键数据，本方法对提取的二值图像进行恢复，去除一些孤立的错误黑色像素，提高图像质量。对于图像中每一个黑色像素，若其3*3邻域内全为白色像素，则修改为白色像素，否则扩大到5*5邻域。若其5*5邻域内白色像素个数大于或等于22个，则修改为白色像素。使被破坏的程度是人们可接受的范围，则通过二值图像较好的显示关键数据内容。
参照图3为输入的关键数据，即姓名、身份证号和电话号码3项个人信息。
参照图4是显示内容为个人信息的二值图像。
参照图5为载体图像。
参照图6为载密图像，具有较好的视觉效果，不会引起注意。
参照图7为受到密度为0.5椒盐噪声干扰的载密图像，噪声强度较大。
参照图8为从含噪载密图像中提取得到的文本格式关键数据，已出现乱码无法得到正确的关键数据。
参考图9为从含噪载密图像中提取并经过恢复处理得到的图像格式关键数据，图像能够准确的显示关键数据。

Claims (1)

1.一种基于信息隐藏的数据安全保护方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)关键数据处理：输入数据时对关键数据进行处理，将输入的关键数据信息转换成二值图像，二值图像显示的内容为关键数据信息，将输入的关键数据和其二值图像两种类型数据作为输入关键数据隐藏存储或传输；
(2)数据隐藏存储或传输：根据输入关键数据的大小和载体图像的隐藏容量，计算载体图像能隐藏输入关键数据的份数，应用现有隐藏算法将输入关键数据的多个备份数据隐藏到载体图像中,得到载密图像，只对载密图像进行存储或传输，非关键数据进行直接存储或传输，使关键数据不可见；
(3)关键数据的显示：当需要关键数据时，读取载密图像并进行检测，载密图像没有被破坏，应用对应的提取方法从载密图像中直接提取关键数据信息进行显示；
(4)关键数据的恢复：当需要关键数据时，读取载密图像并进行检测，载密图像被破坏，首先提取文本格式的关键数据，在提取的多个备份数据中，若至少存在一个没被破坏的位，则可恢复关键数据，若提取文本格式数据时出现乱码无法获取正确的关键数据，则提取二值图像格式的关键数据；在提取的多个备份中至少存在一个没被破坏的位，则可直接获得正确的关键数据显示的二值图像，若提取出来的二值图像中的某些像素已经被破坏，对提取的二值图像进行修复，修复完成则可恢复关键数据。
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