CN104052658B - 一种基于社交网络的隐私保护系统及方法 - Google Patents

一种基于社交网络的隐私保护系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于社交网络的隐私保护系统及方法,包括:信息发送方和信息接收方获得基于社交网络的隐私保护系统与微博的信息交互功能;信息发送方登录隐私保护系统,使用JPEG图像自适应隐写算法将需要传输的消息经过加密后嵌入到需要在微博发布的图片中;隐私保护系统发布含有载密图片的微博,并更新信息发送方的微博头像图片,完成消息的发送;信息接收方登录隐私保护系统,提取并解密信息发送方发布的微博图片中的加密消息向信息接收方推送,完成消息的接收。通过采用本发明可以保证在互联网中进行通信的信息发送方和信息接收方之间建立一条安全隐蔽的通信信道,有效地保护用户的隐私数据不被非法监听和窃取。

Description

一种基于社交网络的隐私保护系统及方法
技术领域
本发明涉及信息隐藏和密码学技术领域,尤其涉及一种基于社交网络的隐私保护系统及方法。
背景技术
随着移动互联网技术的飞速发展,人们对通信内容隐私保护的需求越来越强。现有的网络通信平台如电子邮件系统、即时通信系统等都是使用对通信内容加密的方式保护用户隐私的,这种保护措施基于密码体制的安全性,可以根据需要达到很高的安全强度。然而,这种通信模式的不足之处是通信双方是点对点的通信方式,这种通信模式一方面容易遭受攻击者的主动攻击,另一方面通过分析用户的通信行为,攻击者容易获得不同用户之间的社会关系甚至更多的重要隐私信息。因此,设计基于现有网络通信平台的隐蔽通信系统,成为保护数据隐私和提高信息安全的重要手段和迫切需求。
基于社交网络的隐私保护系统及方法借助日益普及的社交网络微博,使用数字隐写技术将信息发送方通信时需要传递的重要信息经过加密后嵌入到图像文件中,通过用户发布微博的方式进行信息传递。并且,只有信息接收方才能通过浏览信息发送方发布的微博图片的方式提取信息。该系统完全掩盖了通信发生的事实,在互联网中进行通信的信息发送方和信息接收方之间建立了一条安全隐蔽的通信信道,有效地保护用户的隐私数据不被非法监听和窃取。
发明内容
本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种基于社交网络的隐私保护系统及方法,保证在互联网中进行通信的信息发送方和信息接收方之间建立一条安全隐蔽的通信信道,有效地保护用户的隐私数据不被非法监听和窃取。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种基于社交网络的隐私保护系统,包括:文件系统模块、隐写模块、客户端与网络交互模块,其中:
文件系统模块,用于将需要发送的消息文件加密,并分割成大小一致的一组分段二进制文件并按顺序编号,再将加密消息文件的类型、载密图片的编号和每张载密图片承载的分段二进制文件大小这一系列数据构造为索引表,最后将由加密消息文件分割成的分段二进制文件和索引表送至隐写模块,同时可以根据索引表将分段二进制文件重构并解密为消息文件;
隐写模块,接收文件系统模块传来的由加密消息文件分割成的分段二进制文件和索引表,使用JPEG图像自适应隐写算法将分段二进制文件和索引表嵌入到需要在微博发布的图片中,并将需要在微博发布的载密图片传送至客户端与网络交互模块,同时可以从载密图片中提取分段二进制文件和索引表;
客户端与网络交互模块,用于将需要发布的载密图片上传至微博,同时客户端可以下载在微博中已发布的载密图片。
一种基于社交网络的隐私保护方法,实现步骤如下:
(1)信息发送方和信息接收方获得基于社交网络的隐私保护系统与微博的信息交互功能;
(2)信息发送方登录隐私保护系统,使用JPEG图像自适应隐写算法将需要传输的消息经过加密后嵌入到需要在微博发布的图片中;
(3)隐私保护系统发布含有载密图片的微博,并更新信息发送方的微博头像图片,完成消息的发送;
(4)信息接收方登录隐私保护系统,提取并解密信息发送方发布的微博图片中的加密消息向信息接收方推送,完成消息的接收。
所述步骤(1)中信息发送方和信息接收方获得基于社交网络的隐私保护系统与微博的信息交互功能的步骤包括:
信息发送方和信息接收方申请获得微博开发平台提供的客户端应用的开发授权,实现基于社交网络的隐私保护系统客户端与微博的信息交互功能,信息交互功能包括发布微博图片、下载微博图片、更新微博用户头像、下载微博用户头像以及微博好友的添加和删除;
在获得系统客户端与微博的信息交互功能的基础上,信息发送方和信息接收方使用微博帐号登录基于社交网络的隐私保护系统客户端完成好友的添加,为发送消息作准备;
通信双方共享RSA公钥密码,信息发送方A的公钥为A_PubKey,信息接收方B的公钥为B_PubKey。
所述步骤(2)中信息发送方登录隐私保护系统,使用JPEG图像自适应隐写算法将需要传输的消息经过加密后嵌入到需要在微博发布的图片中的步骤包括:
信息发送方A登录基于社交网络的隐私保护系统客户端;
信息发送方A通过隐私保护系统选定信息接收方B,将信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB加1,对信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA保持不变,使用AES对称密钥KeyAB对数据A_NUMAB和数据A_NUMBA加密;
信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对消息文件加密得到加密消息文件;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密消息文件分割成大小一致的一组分段二进制文件并按顺序编号;
信息发送方A通过隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将已编号的分段二进制文件嵌入到需要在微博发布的一张或多张JPEG图片中,接着将加密消息文件的类型、载密图片的编号和每张载密图片承载的分段二进制文件大小这一系列数据构造为索引表;
信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对索引表加密;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的索引表转换为二进制文件,使用JPEG图像自适应隐写算法嵌入到需要在微博发布的JPEG图片中,该图片作为索引表图片;
信息发送方A通过隐私保护系统使用RSA公钥A_PubKey加密自己的用户名、AES对称密钥KeyAB和索引表图片的编号,使用RSA公钥B_PubKey加密信息接收方B的用户名;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的信息发送方A的用户名、加密后的AES对称密钥KeyAB、加密后的信息接收方B的用户名、加密后的信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、加密后的信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、加密后的索引表图片的编号这一系列数据构造为通信同步信息。
所述步骤(3)中隐私保护系统发布含有载密图片的微博,并更新信息发送方的微博头像图片,完成消息的发送的步骤包括:
隐私保护系统与微博交互信息,在微博中发布已嵌入加密消息文件和加密索引表的图片;
隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将信息发送方的通信同步信息嵌入到信息发送方的微博头像图片中,完成信息发送方的微博头像图片的更新。
所述步骤(4)中信息接收方登录隐私保护系统,提取并解密信息发送方发布的微博图片中的加密消息向信息接收方推送,完成消息的接收的步骤包括:
信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取信息发送方A的微博头像图片中的通信同步信息,依次将通信同步信息中信息发送方A的用户名、AES对称密钥KeyAB、信息接收方B的用户名、信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、索引表图片的编号这一系列数据解密;
信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取自己微博头像图片中的通信同步信息并解密,将数据A_NUMAB与自己微博头像图片中的通信同步信息中的数据B_NUMAB比较,若A_NUMAB大于B_NUMAB,则确认信息发送方A向自己发送了消息,并将数据B_NUMAB加1,更新自己的通信同步信息,使用JPEG图像自适应隐写算法将更新后的通信同步信息嵌入到自己的微博头像图片中;
信息接收方通过隐私保护系统,根据索引表图片的编号从信息发送方发布的微博图片中下载索引表图片,使用消息提取算法提取索引表图片中的加密索引表,并使用AES对称密钥KeyAB对索引表解密;
信息接收方通过隐私保护系统,根据解密后的索引表从信息发送方发布的微博图片中下载已嵌入加密消息文件的图片,使用消息提取算法提取加密消息文件;
信息接收方通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对加密消息文件解密,接收到信息发送方发送的消息文件。
所述使用JPEG图像自适应隐写算法的消息嵌入的步骤包括:
读取载体JPEG图像,得到载体量化DCT系数,对量化DCT系数进行归一化操作:
xi'=xi/|x|max
其中,|x|max表示最大的量化DCT系数的绝对值,由于记为DC的直流系数和记为xi=0的值为零的交流系数一般不用于消息嵌入,故这部分系数的嵌入失真定义为∞,记集合W={xi|xi∈DC or xi=0};
设定对量化DCT系数进行+1、-1操作造成的嵌入失真相同,嵌入失真计算函数为:
使用“±1”双层STC编码,由载体量化DCT系数、嵌入失真信息和二元加密消息序列计算得到载密量化DCT系数;
用载密量化DCT系数替换载体量化DCT系数并生成载密JPEG图像。
所述使用的消息提取算法的步骤包括:
读取载密JPEG图像的量化DCT系数;
使用STC编码的解码算法从量化DCT系数中提取消息。
本发明与现有技术相比的优点在于:
在网络通信中,现有的通信方式主要是使用加密算法对通信内容进行加密后在信道中传输,加密算法虽然可以保证通信内容不致泄漏,但密文传输容易引起注意,从而使通信面临被监控和破坏的危险。为了进一步提高安全性,不仅要求通信内容保密而且希望通信过程隐蔽。数字隐写技术可以将消息嵌入到多媒体数据(如数字图像、音频、视频或文本)中实现信息的隐蔽传输,较单纯的基于加密算法的通信方式,具有更强的安全性。
基于社交网络的隐私保护方法及系统使用数字隐写技术将发送方通信时需要传递的重要信息嵌入到图像文件中,通过用户发布微博的方式进行信息传递。并且,只有信息接收者才能通过浏览发送方发布的微博图片的方式提取信息。该系统完全掩盖了通信发生的事实,在信息发送方和信息接收方之间建立了一条隐蔽的通信信道,有效地保护用户的隐私数据不被非法监听和窃取。
附图说明
图1为本发明系统的功能模块图;
图2为图1中文件系统模块的实现流程图;
图3为图1中隐写模块的实现流程图;
图4为图1中客户端与网络交互模块的实现流程图;
图5为本发明方法的实现流程图;
图6为本发明提供的构造索引表并将索引表嵌入图片的示意图;
图7为本发明提供的通信同步信息和相应的加密密钥对应关系的示意图;
图8为本发明提供的通信双方确认消息已发送的原理示意图;
图9为本发明提供的发布微博图片的速度测试示意图;
图10为本发明提供的下载微博图片的速度测试示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明包括文件系统模块、隐写模块、客户端与网络交互模块。
如图2所示,文件系统模块具体实现如下:
(1)将需要传输的消息文件加密;
(2)将加密后的消息文件分割成大小一致的一组分段二进制文件并按顺序编号;
(3)将加密消息文件的类型、载密图片的编号和每张载密图片承载的分段二进制文件大小这一系列数据构造为索引表;
(4)将分段二进制文件和索引表送至隐写模块。
如图3所示,隐写模块具体实现如下:
(1)接收由文件系统模块传来的分段二进制文件和索引表;
(2)使用JPEG图像自适应隐写算法将分段二进制文件和索引表嵌入到需要在微博发布的图片中;
(3)将需要在微博发布的载密图片送至客户端与网络交互模块。
如图4所示,客户端与网络交互模块具体实现如下:
(1)接收由隐写模块传来的需要在微博发布的载密图片;
(2)将需要在微博发布的载密图片上传到微博,完成消息的发送。
如图5所示,本发明方法主要包括以下步骤:
步骤11,信息发送方和信息接收方获得基于社交网络的隐私保护系统与微博的信息交互功能。
其主要包括如下步骤:
步骤111,信息发送方和信息接收方申请获得微博开发平台提供的客户端应用的开发授权,实现基于社交网络的隐私保护系统客户端与微博的信息交互功能,信息交互功能包括发布微博图片、下载微博图片、更新微博用户头像、下载微博用户头像以及微博好友的添加和删除;
步骤112,在获得系统客户端与微博的信息交互功能的基础上,信息发送方和信息接收方使用微博帐号登录基于社交网络的隐私保护系统客户端完成好友的添加,为发送消息作准备;
步骤113,通信双方共享RSA公钥密码,信息发送方A的公钥为A_PubKey,信息接收方B的公钥为B_PubKey。
步骤12,信息发送方登录隐私保护系统,使用JPEG图像自适应隐写算法将需要传输的消息经过加密后嵌入到需要在微博发布的图片中。
其主要包括如下步骤:
步骤121,信息发送方A登录基于社交网络的隐私保护系统客户端;
步骤122,信息发送方A通过隐私保护系统选定信息接收方B,将信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB加1,对信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA保持不变,使用AES对称密钥KeyAB对数据A_NUMAB和数据A_NUMBA加密;
步骤123,信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对消息文件加密得到加密消息文件;
步骤124,信息发送方A通过隐私保护系统将加密消息文件分割成大小一致的一组分段二进制文件并按顺序编号;
步骤125,信息发送方A通过隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将已编号的分段二进制文件嵌入到需要在微博发布的一张或多张JPEG图片中,接着将加密消息文件的类型、载密图片的编号和每张载密图片承载的分段二进制文件大小这一系列数据构造为索引表;
步骤126,信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对索引表加密;
步骤127,信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的索引表转换为二进制文件,使用JPEG图像自适应隐写算法嵌入到需要在微博发布的JPEG图片中,该图片作为索引表图片,如图6为构造索引表并将索引表嵌入图片的示意图;
步骤128,信息发送方A通过隐私保护系统使用RSA公钥A_PubKey加密自己的用户名、AES对称密钥KeyAB和索引表图片的编号,使用RSA公钥B_PubKey加密信息接收方B的用户名;
步骤129,信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的信息发送方A的用户名、加密后的AES对称密钥KeyAB、加密后的信息接收方B的用户名、加密后的信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、加密后的信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、加密后的索引表图片的编号这一系列数据构造为通信同步信息,如图7为通信同步信息和相应的加密密钥对应关系的示意图。
步骤13,隐私保护系统发布含有载密图片的微博,并更新信息发送方的微博头像图片,完成消息的发送。
其主要包括如下步骤:
步骤131,隐私保护系统与微博交互信息,在微博中发布已嵌入加密消息文件和加密索引表的图片;
步骤132,隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将信息发送方的通信同步信息嵌入到信息发送方的微博头像图片中,完成信息发送方的微博头像图片的更新。
步骤14,信息接收方登录隐私保护系统,提取并解密信息发送方发布的微博图片中的加密消息向信息接收方推送,完成消息的接收。
其主要包括如下步骤:
步骤141,信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取信息发送方A的微博头像图片中的通信同步信息,依次将通信同步信息中信息发送方A的用户名、AES对称密钥KeyAB、信息接收方B的用户名、信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、索引表图片的编号这一系列数据解密;
步骤142,信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取自己微博头像图片中的通信同步信息并解密,将数据A_NUMAB与自己微博头像图片中的通信同步信息中的数据B_NUMAB比较,若A_NUMAB大于B_NUMAB,则确认信息发送方A向自己发送了消息,并将数据B_NUMAB加1,更新自己的通信同步信息,使用JPEG图像自适应隐写算法将更新后的通信同步信息嵌入到自己的微博头像图片中,如图8为通信双方确认消息已发送的原理示意图;
步骤143,信息接收方通过隐私保护系统,根据索引表图片的编号从信息发送方发布的微博图片中下载索引表图片,使用消息提取算法提取索引表图片中的加密索引表,并使用AES对称密钥KeyAB对索引表解密;
步骤144,信息接收方通过隐私保护系统,根据解密后的索引表从信息发送方发布的微博图片中下载已嵌入加密消息文件的图片,使用消息提取算法提取加密消息文件;
步骤145,信息接收方通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对加密消息文件解密,接收到信息发送方发送的消息文件。
本发明实施例中,步骤12、步骤13和步骤14中使用JPEG图像自适应隐写算法的消息嵌入主要包括四个步骤:
(1)读取载体JPEG图像,得到载体量化DCT系数,对量化DCT系数进行归一化操作:
xi'=xi/|x|max
其中,|x|max表示最大的量化DCT系数的绝对值,由于记为DC的直流系数和记为xi=0的值为零的交流系数一般不用于消息嵌入,故这部分系数的嵌入失真定义为∞,记集合W={xi|xi∈DC or xi=0};
(2)设定对量化DCT系数进行+1、-1操作造成的嵌入失真相同,嵌入失真计算函数为:
(3)使用“±1”双层STC编码,由载体量化DCT系数、嵌入失真信息和二元加密消息序列计算得到载密量化DCT系数;
(4)用载密量化DCT系数替换载体量化DCT系数并生成载密JPEG图像。
本发明实施例中,步骤14中使用的消息提取算法主要包括两个步骤:
(1)读取载密JPEG图像的量化DCT系数;
(2)使用STC编码的解码算法从量化DCT系数中提取消息。
本发明实施例保证在互联网中进行通信的信息发送方和信息接收方之间建立一条安全隐蔽的通信信道,有效地保护用户的隐私数据不被非法监听和窃取。
隐私保护系统与微博的信息交互能力直接影响通信双方的通信效率,基于本发明的上述方案,在Windows7操作系统、主频2.66GHz的双核CPU和内存1GB的PC上,基于腾讯微博开发平台提供的客户端应用,对使用本系统发布微博图片和下载微博图片的速度进行了测试。测试中时间的单位是毫秒(ms),图片大小的单位是字节(Byte)。
首先,将8张大小不等的图片分别发布50次,记录平均发布时间如图9所示。由图9可以看出每张图片的发布时间与图片的大小成正相关,发布的图片越大,所需的时间就越长,多次发布同一张图片时间波动不大。
然后,将发布至微博的8张图片下载50次,记录平均下载时间如图10所示。由图10可以看出图片的下载速度基本稳定,每张图片的下载时间与图片的大小成正相关,图片越大,所需的下载时间越长。测试说明,本系统发布微博图片和下载微博图片的速度满足通信双方的通信效率要求。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现,也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM、U盘、移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于社交网络的隐私保护系统,其特征在于使用数字隐写技术将发送方通信时需要传递的重要信息嵌入到图像文件中,通过用户发布微博的方式进行信息传递,并且只有信息接收者才能通过浏览发送方发布的微博图片的方式提取信息,完全掩盖了通信发生的事实,在信息发送方和信息接收方之间建立了一条隐蔽的通信信道,有效地保护用户的隐私数据不被非法监听和窃取;
所述系统包括:文件系统模块、隐写模块、客户端与网络交互模块,其中:
文件系统模块,用于将需要发送的消息文件加密,并分割成大小一致的一组分段二进制文件并按顺序编号,再将加密消息文件的类型、载密图片的编号和每张载密图片承载的分段二进制文件大小这一系列数据构造为索引表,最后将由加密消息文件分割成的分段二进制文件和索引表送至隐写模块,同时可以根据索引表将分段二进制文件重构并解密为消息文件;
隐写模块,接收文件系统模块传来的由加密消息文件分割成的分段二进制文件和索引表,使用JPEG图像自适应隐写算法将分段二进制文件和索引表嵌入到需要在微博发布的图片中,并将需要在微博发布的载密图片传送至客户端与网络交互模块,同时可以从载密图片中提取分段二进制文件和索引表;
客户端与网络交互模块,用于将需要发布的载密图片上传至微博,同时客户端可以下载在微博中已发布的载密图片;
所述隐写模块中,使用JPEG图像自适应隐写算法将需要传输的消息经过加密后嵌入到需要在微博发布的图片中,过程包括:
信息发送方A登录基于社交网络的隐私保护系统客户端;
信息发送方A通过隐私保护系统选定信息接收方B,将信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB加1,对信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA保持不变,使用AES对称密钥KeyAB对数据A_NUMAB和数据A_NUMBA加密;
信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对消息文件加密得到加密消息文件;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密消息文件分割成大小一致的一组分段二进制文件并按顺序编号;
信息发送方A通过隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将已编号的分段二进制文件嵌入到需要在微博发布的一张或多张JPEG图片中,接着将加密消息文件的类型、载密图片的编号和每张载密图片承载的分段二进制文件大小这一系列数据构造为索引表;
信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对索引表加密;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的索引表转换为二进制文件,使用JPEG图像自适应隐写算法嵌入到需要在微博发布的JPEG图片中,该图片作为索引表图片;
信息发送方A通过隐私保护系统使用RSA公钥A_PubKey加密自己的用户名、AES对称密钥KeyAB和索引表图片的编号,使用RSA公钥B_PubKey加密信息接收方B的用户名;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的信息发送方A的用户名、加密后的AES对称密钥KeyAB、加密后的信息接收方B的用户名、加密后的信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、加密后的信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、加密后的索引表图片的编号这一系列数据构造为通信同步信息;
所述隐私保护系统发布含有载密图片的微博,并更新信息发送方的微博头像图片,完成消息的发送的步骤包括:
隐私保护系统与微博交互信息,在微博中发布已嵌入加密消息文件和加密索引表的图片;
隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将信息发送方的通信同步信息嵌入到信息发送方的微博头像图片中,完成信息发送方的微博头像图片的更新;
所述信息接收方登录隐私保护系统,提取并解密信息发送方发布的微博图片中的加密消息,向信息接收方推送,完成消息的接收的步骤包括:
信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取信息发送方A的微博头像图片中的通信同步信息,依次将通信同步信息中信息发送方A的用户名、AES对称密钥KeyAB、信息接收方B的用户名、信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、索引表图片的编号这一系列数据解密;
信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取自己微博头像图片中的通信同步信息并解密,将数据A_NUMAB与自己微博头像图片中的通信同步信息中的数据B_NUMAB比较,若A_NUMAB大于B_NUMAB,则确认信息发送方A向自己发送了消息,并将数据B_NUMAB加1,更新自己的通信同步信息,使用JPEG图像自适应隐写算法将更新后的通信同步信息嵌入到自己的微博头像图片中;
信息接收方通过隐私保护系统,根据索引表图片的编号从信息发送方发布的微博图片中下载索引表图片,使用消息提取算法提取索引表图片中的加密索引表,并使用AES对称密钥KeyAB对索引表解密;
信息接收方通过隐私保护系统,根据解密后的索引表从信息发送方发布的微博图片中下载已嵌入加密消息文件的图片,使用消息提取算法提取加密消息文件;
信息接收方通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对加密消息文件解密,接收到信息发送方发送的消息文件;
所述使用JPEG图像自适应隐写算法的消息嵌入的步骤包括:
读取载体JPEG图像,得到载体量化DCT系数,对量化DCT系数进行归一化操作:
x′i=xi/|x|max
其中,|x|max表示最大的量化DCT系数的绝对值,由于记为DC的直流系数和记为xi=0的值为零的交流系数一般不用于消息嵌入,故这部分系数的嵌入失真定义为∞,记集合W={xi|xi∈DC or xi=0};
设定对量化DCT系数进行+1、-1操作造成的嵌入失真相同,嵌入失真计算函数为:
<mrow> <mi>&amp;rho;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>&amp;infin;</mi> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>W</mi> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mi>n</mi> </msup> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;NotElement;</mo> <mi>W</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
使用“±1”双层STC编码,由载体量化DCT系数、嵌入失真信息和二元加密消息序列计算得到载密量化DCT系数,其中yi是指交流系数和;
用载密量化DCT系数替换载体量化DCT系数并生成载密JPEG图像。
2.一种基于社交网络的隐私保护方法,其特征在于使用数字隐写技术将发送方通信时需要传递的重要信息嵌入到图像文件中,通过用户发布微博的方式进行信息传递,并且只有信息接收者才能通过浏览发送方发布的微博图片的方式提取信息;完全掩盖了通信发生的事实,在信息发送方和信息接收方之间建立了一条隐蔽的通信信道,有效地保护用户的隐私数据不被非法监听和窃取;
所述方法实现步骤如下:
(1)信息发送方和信息接收方获得基于社交网络的隐私保护系统与微博的信息交互功能;
(2)信息发送方登录隐私保护系统,使用JPEG图像自适应隐写算法将需要传输的消息经过加密后嵌入到需要在微博发布的图片中;
(3)隐私保护系统发布含有载密图片的微博,并更新信息发送方的微博头像图片,完成消息的发送;
(4)信息接收方登录隐私保护系统,提取并解密发送方发布的微博图片中的加密消息,然后向信息接收方推送,完成消息的接收;
所述步骤(2)中信息发送方登录隐私保护系统,使用JPEG图像自适应隐写算法将需要传输的消息经过加密后嵌入到需要在微博发布的图片中的步骤包括:
信息发送方A登录基于社交网络的隐私保护系统客户端;
信息发送方A通过隐私保护系统选定信息接收方B,将信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB加1,对信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA保持不变,使用AES对称密钥KeyAB对数据A_NUMAB和数据A_NUMBA加密;
信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对消息文件加密得到加密消息文件;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密消息文件分割成大小一致的一组分段二进制文件并按顺序编号;
信息发送方A通过隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将已编号的分段二进制文件嵌入到需要在微博发布的一张或多张JPEG图片中,接着将加密消息文件的类型、载密图片的编号和每张载密图片承载的分段二进制文件大小这一系列数据构造为索引表;
信息发送方A通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对索引表加密;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的索引表转换为二进制文件,使用JPEG图像自适应隐写算法嵌入到需要在微博发布的JPEG图片中,该图片作为索引表图片;
信息发送方A通过隐私保护系统使用RSA公钥A_PubKey加密自己的用户名、AES对称密钥KeyAB和索引表图片的编号,使用RSA公钥B_PubKey加密信息接收方B的用户名;
信息发送方A通过隐私保护系统将加密后的信息发送方A的用户名、加密后的AES对称密钥KeyAB、加密后的信息接收方B的用户名、加密后的信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、加密后的信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、加密后的索引表图片的编号这一系列数据构造为通信同步信息;
所述步骤(3)中隐私保护系统发布含有载密图片的微博,并更新信息发送方的微博头像图片,完成消息的发送的步骤包括:
隐私保护系统与微博交互信息,在微博中发布已嵌入加密消息文件和加密索引表的图片;
隐私保护系统使用JPEG图像自适应隐写算法将信息发送方的通信同步信息嵌入到信息发送方的微博头像图片中,完成信息发送方的微博头像图片的更新;
所述步骤(4)中信息接收方登录隐私保护系统,提取并解密信息发送方发布的微博图片中的加密消息,向信息接收方推送,完成消息的接收的步骤包括:
信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取信息发送方A的微博头像图片中的通信同步信息,依次将通信同步信息中信息发送方A的用户名、AES对称密钥KeyAB、信息接收方B的用户名、信息发送方A发送给信息接收方B的消息数目A_NUMAB、信息接收方B发来的消息数目A_NUMBA、索引表图片的编号这一系列数据解密;
信息接收方B通过隐私保护系统使用消息提取算法提取自己微博头像图片中的通信同步信息并解密,将数据A_NUMAB与自己微博头像图片中的通信同步信息中的数据B_NUMAB比较,若A_NUMAB大于B_NUMAB,则确认信息发送方A向自己发送了消息,并将数据B_NUMAB加1,更新自己的通信同步信息,使用JPEG图像自适应隐写算法将更新后的通信同步信息嵌入到自己的微博头像图片中;
信息接收方通过隐私保护系统,根据索引表图片的编号从信息发送方发布的微博图片中下载索引表图片,使用消息提取算法提取索引表图片中的加密索引表,并使用AES对称密钥KeyAB对索引表解密;
信息接收方通过隐私保护系统,根据解密后的索引表从信息发送方发布的微博图片中下载已嵌入加密消息文件的图片,使用消息提取算法提取加密消息文件;
信息接收方通过隐私保护系统使用AES对称密钥KeyAB对加密消息文件解密,接收到信息发送方发送的消息文件;
所述使用JPEG图像自适应隐写算法的消息嵌入的步骤包括:
读取载体JPEG图像,得到载体量化DCT系数,对量化DCT系数进行归一化操作:
x′i=xi/|x|max
其中,|x|max表示最大的量化DCT系数的绝对值,由于记为DC的直流系数和记为xi=0的值为零的交流系数一般不用于消息嵌入,故这部分系数的嵌入失真定义为∞,记集合W={xi|xi∈DC or xi=0};
设定对量化DCT系数进行+1、-1操作造成的嵌入失真相同,嵌入失真计算函数为:
<mrow> <mi>&amp;rho;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>&amp;infin;</mi> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>W</mi> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mi>n</mi> </msup> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;NotElement;</mo> <mi>W</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
使用“±1”双层STC编码,由载体量化DCT系数、嵌入失真信息和二元加密消息序列计算得到载密量化DCT系数,其中yi是指交流系数和;
用载密量化DCT系数替换载体量化DCT系数并生成载密JPEG图像。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中信息发送方和信息接收方获得基于社交网络的隐私保护系统与微博的信息交互功能的步骤包括:
信息发送方和信息接收方申请获得微博开发平台提供的客户端应用的开发授权,实现基于社交网络的隐私保护系统客户端与微博的信息交互功能,信息交互功能包括发布微博图片、下载微博图片、更新微博用户头像、下载微博用户头像以及微博好友的添加和删除;
在获得系统客户端与微博的信息交互功能的基础上,信息发送方和信息接收方使用微博帐号登录基于社交网络的隐私保护系统客户端完成好友的添加,为发送消息作准备;
通信双方共享RSA公钥密码,信息发送方A的公钥为A_PubKey,信息接收方B的公钥为B_PubKey。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述使用的消息提取算法的步骤包括:
读取载密JPEG图像的量化DCT系数;
使用STC编码的解码算法从量化DCT系数中提取消息。
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