CN111182171B - 一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法及系统 - Google Patents

一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于信息安全技术领域，公开了一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法及系统，对原始图像S进行二值化得到二值图像H；根据|Scomp|/k*8＝|S|/n*log2(m w)进行原始图像的压缩，得到压缩图像Scomp；对图像Scomp进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份P1，P2，...Pn，每个阴影共享份的大小为原图像1/k；将得到的P1，P2，...Pn中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储；对二值图像H进行拆分。本发明使用黑白像素进行图像加密，可以提供一个像素质量较好的预览效果，使用基础矩阵进行像素拆分，得到的共享份尺寸较小，在很大程度上为用户信息的传输，隐藏和存储提供了便利。

Description

一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法及系统
技术领域
本发明属于信息安全技术领域，尤其涉及一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法及系统。
背景技术
目前，最接近的现有技术：图像秘密共享由于其具有高度安全的特性，近年来被热烈广泛的讨论。图像秘密分享技术分发给参与者不同的共享份额，只有按照给定的方式才能恢复出原始信息，否则不能对秘密图像进行解密。在一个(k，n)门限的图像秘密共享技术中，此时k<＝n，一个秘密图像被分成n个共享份，只有达到k个或k个以上的共享份通过指定的方式结合才可以对秘密图像进行重建，但是任何数量少于k个的共享份不能恢复出秘密图像的信息。
秘密共享方案最早是由Shamir在1979年提出，后来逐步由学者进行推广图像领域，并得到了很好的应用。对于图像秘密共享的研究，主要有两大分支：视觉密码技术(视觉密码)和基于多项式的图像秘密共享技术(多项式图像秘密共享)。基于多项式的图像秘密共享技术，Shamir最初提出将秘密隐藏于多项式的常数项系数中，Thien和Lin等人对该方法进行了改进，将所有系数进行秘密的隐藏，成功的将共享份的尺寸降低到秘密图像的1/k倍；视觉密码则是将n个影子分发给n个参与者，通过叠加进行解密；后来学者将基矩阵引入加密过程中，通过共享黑白像素点进行设置，通过矩阵的设置，不断对视觉密码进行改进；视觉密码技术其特点是解密简单，但产生了较大尺寸的共享份，且恢复图像的像素质量较差；基于多项式的秘密共享技术可以提供秘密图像的精确恢复，但需要占用大量计算机资源；针对于一些对恢复图像所需时间和像素质量要求不同的场景，应该提供一种分阶段解密的图像秘密共享方法，用以满足不同客户的需求。
现有技术利用视觉密码黑白像素的排序对图像进行加密，可进行二合一方法的实现。将图像分为黑白像素组成的二值图像和原始图像信息两部分，对二值图像进行视觉密码方法的拆分，产生n个共享份；多项式图像秘密共享对原始图像进行秘密共享，并将其生成的共享份信息隐藏进二值图像的共享份中；该方法可以通过共享份的简单叠加进行解密，得到秘密信息的预览效果图像，且预览图像的质量较高，根据共享份中矩阵排列，可获得有效信息对原始图像进行精确恢复。运用G视觉密码进行二合一秘密图像加密的方法，对原始图像进行加密是将原本的黑白像素转换为灰色像素对图像进行像素设置，将多项式图像秘密共享产生的阴影共享份通过转换隐藏进视觉密码的黑白像素中；当进行共享份的叠加时，可以实现预览图像的恢复，人眼即可解密；取出预览图像中的嵌入信息，可进行精确恢复，得到秘密图像。
现有技术基于VCS的黑白像素排序对图像进行二合一秘密图像加密的方法，可以提供像素质量较高的预览图像，由于使用了矩阵对原始图像进行加密，该方法会增大像素扩展度，存在预览图像尺寸较大的问题，不利于信息的传输，隐藏和存储。现有基于GVCS对图像进行二合一加密的方法，该方法将多项式产生的共享份隐藏可以在很大程度上减小共享份的尺寸，黑白像素转化为灰度像素，由于使用的为黑白像素，该方法会造成图像像素质量的下降，因此，预览图像像素质量较差的问题。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有技术基于VCS的黑白像素排序对图像进行二合一秘密图像加密的方法存在预览图像尺寸较大的问题，不利于信息的传输，隐藏和存储。
(2)现有基于GVCS对图像进行二合一加密的方法存在预览图像像素质量较差。
解决上述技术问题的难度：
恢复图像尺寸较大，不利于秘密信息的传输和隐藏；图像像素质量太差不利于秘密信息的提取。解决上述问题难度较大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法及系统。
本发明是这样实现的，一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法，所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法包括以下步骤：
第一步，对原始图像S进行二值化得到二值图像H；
第二步，根据|Scomp|/k*8＝|S|/n*log2(m w)进行原始图像的压缩，得到压缩图像Scomp；
第三步，对图像Scomp进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份P1，P2，...Pn，每个阴影共享份的大小为原图像1/k；
第四步，将得到的P1，P2，...Pn中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储；
第五步，对二值图像H进行拆分。
进一步，所述第五步图像秘密拆分时设置矩阵，在m-l1>k*l0条件下，m为矩阵中元素个数，l1为黑色像素中隐藏信息的位数，l0为白色像素中隐藏信息的位数。
进一步，将黑或白色像素点拆分为一定数目的黑或白像素点，在保障叠加后的效果的情况下，P1，P2，...Pn转化得到的二进制数据进行信息的隐藏，得到V1，V2，...Vn，拆分过程完成。
本发明的另一目的在于提供一种所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法使用的隐藏信息恢复方法，所述隐藏信息恢复方法包括以下步骤：
步骤一，将得到的共享份V1，V2，...Vn，进行黑白像素的简单叠加完成图像预览功能，得到一幅较为清晰的二值图像；
步骤二，通过共享份获取到隐藏信息，进行图像的精确恢复，得到秘密图像。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法的分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统，所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统包括：
二值图像转换模块，用于对原始图像二值化得到二值图像；
压缩图像获取模块，用于进行原始图像的压缩，得到压缩图像；
图像秘密共享模块，用于对图像进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份；
像素信息转化模块，用于将得到的阴影共享份中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储；
图像拆分模块，用于对二值图像H进行拆分，将阴影共享份转化得到的二进制数据进行信息的隐藏，拆分完成。
进一步，所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统还包括：
隐藏信息恢复模块，用于将获取得到的隐藏信息进行恢复得到原始图像信息。
进一步，所述隐藏信息恢复模块包括：
图像预览单元，用于将得到的共享份V1，V2，...Vn，进行黑白像素的简单叠加完成图像预览功能，得到一幅较为清晰的二值图像；
隐藏信息获取单元，用于通过共享份获取到隐藏信息，进行图像的精确恢复，得到秘密图像。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法。
本发明的另一目的在于提供一种所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法在图像秘密共享中的应用。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明使用新型二合一图像秘密共享方法，使用黑白像素点进行像素设置，通过对拆分图像的基础矩阵进行设置，将多项式图像秘密共享的共享份信息嵌入视觉密码产生的共享份中，完成图像的秘密共享。使用黑白像素进行图像加密，可以提供一个像素质量较好的预览效果，使用基础矩阵进行像素拆分，得到的共享份尺寸较小，在很大程度上为用户信息的传输，隐藏和存储提供了便利。
本发明通过对图像信息共享时的设置进行信息隐藏，像素加密，进行图像秘密共享；在设置矩阵时通过条件m-l1>k*l0区分黑白像素，在条件允许范围内即可对矩阵进行信息隐藏。在图像设置过程中使用黑白像素加密，可以保障预览图像质量较高；通过对基础矩阵的设置，可以很大程度上减小共享份额的尺寸，最少为1.5倍，甚至更多。便于信息的传输，隐藏和存储。
本发明在进行秘密图像拆分时，很大程度上减小共享份大小；在进行图像恢复时，提供一个像素质量较好的预览图像。
附图说明
图1是本发明实施例提供的分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法流程图。
图2是本发明实施例提供的分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统的结构示意图；
图中：1、二值图像转换模块；2、压缩图像获取模块；3、图像秘密共享模块；4、像素信息转化模块；5、图像拆分模块。
图3是本发明实施例提供的分阶段解密图像秘密共享的仿真图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法包括以下步骤：
S101：对原始图像S进行二值化得到二值图像H。
S102：根据|Scomp|/k*8＝|S|/n*log2(m w)进行原始图像的压缩，得到压缩图像Scomp。
S103：对图像Scomp进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份P1，P2，...Pn，每个阴影共享份的大小为原图像1/k。
S104：将得到的P1，P2，...Pn中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储。
S105：对二值图像H进行拆分，图像秘密拆分时设置矩阵，在m-l1>k*l0条件下，将黑(白)色像素点拆分为一定数目的黑(白)像素点，在保障叠加后的效果的情况下，将P1，P2，...Pn转化得到的二进制数据进行信息的隐藏，得到V1，V2，...Vn，拆分过程完成。
如图2所示，本发明实施例提供的分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统包括：
二值图像转换模块1，用于对原始图像二值化得到二值图像。
压缩图像获取模块2，用于进行原始图像的压缩，得到压缩图像。
图像秘密共享模块3，用于对图像进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份。
像素信息转化模块4，用于将得到的阴影共享份中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储。
图像拆分模块5，用于对二值图像H进行拆分，将阴影共享份转化得到的二进制数据进行信息的隐藏，拆分完成。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
本发明实施例提供的分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法具体包括以下步骤：
步骤一：对原始图像S进行二值化得到二值图像H。
步骤二：根据|Scomp|/k*8＝|S|/n*log2(m w)进行原始图像的压缩，得到压缩图像Scomp。
步骤三：对图像Scomp进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份P1，P2，...Pn，每个阴影共享份的大小为原图像1/k.
步骤四：将上述步骤得到的P1，P2，...Pn中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储。
步骤五：对二值图像H进行拆分，图像秘密拆分时设置矩阵，在m-l1>k*l0(m为矩阵中元素个数，l1为黑色像素中隐藏信息的位数，l0为白色像素中隐藏信息的位数)条件下，将黑(白)色像素点拆分为一定数目的黑(白)像素点，在保障叠加后的效果的情况下，将P1，P2，...Pn转化得到的二进制数据进行信息的隐藏，得到V1，V2，...Vn，拆分过程完成。
本发明实施例的新型二合一图像秘密共享技术可以将得到的透明胶片简单叠加即可完成图像预览功能；将获取得到的隐藏信息进行精确恢复即可得到原始图像信息。详细恢复步骤如下：
步骤一：将得到的共享份V1，V2，...Vn，进行黑白像素的简单叠加即可完成图像预览功能，得到一幅较为清晰的二值图像。
步骤二：通过共享份获取到隐藏信息，进行图像的精确恢复，得到秘密图像。
图3示出了本发明实施例提供的方法的仿真效果图。明显的由于目前的方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法，其特征在于，所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法包括以下步骤：
第一步，对原始图像S进行二值化得到二值图像H；
第二步，根据|Scomp|/k*8＝|S|/n*log2(m w)进行原始图像的压缩，得到压缩图像Scomp；
第三步，对图像Scomp进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份P1，P2，...Pn，每个阴影共享份的大小为原图像1/k；
第四步，将得到的P1，P2，...Pn中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储；
第五步，对二值图像H进行拆分；
所述图像秘密拆分时设置矩阵，在m-l1>k*l0条件下，m为矩阵中元素个数，l1为黑色像素中隐藏信息的位数，l0为白色像素中隐藏信息的位数；
将黑或白色像素点拆分为一定数目的黑或白像素点，在保障叠加后的效果的情况下，P1，P2，...Pn转化得到的二进制数据进行信息的隐藏，得到V1，V2，...Vn，拆分过程完成。
2.一种如权利要求1所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法使用的隐藏信息恢复方法，其特征在于，所述隐藏信息恢复方法包括以下步骤：
步骤一，将得到的共享份V1，V2，...Vn，进行黑白像素的简单叠加完成图像预览功能，得到一幅较为清晰的二值图像；
步骤二，通过共享份获取到隐藏信息，进行图像的精确恢复，得到秘密图像。
3.一种实施权利要求1所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法的分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统，其特征在于，所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统包括：
二值图像转换模块，用于对原始图像二值化得到二值图像；
压缩图像获取模块，用于进行原始图像的压缩，得到压缩图像；
图像秘密共享模块，用于对灰度图像进行多项式图像秘密共享得到阴影共享份；
像素信息转化模块，用于将得到的阴影共享份中的像素信息转为对应的二进制0，1进行存储；
图像拆分模块，用于对二值图像H进行拆分，将阴影共享份转化得到的二进制数据进行信息的隐藏，拆分完成。
4.如权利要求3所述的分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统，其特征在于，所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统还包括：
隐藏信息恢复模块，用于将获取得到的隐藏信息进行恢复得到原始图像信息。
5.如权利要求4所述的分阶段解密的图像秘密共享信息处理系统，其特征在于，所述隐藏信息恢复模块包括：
图像预览单元，用于将得到的共享份V1，V2，...Vn，进行黑白像素的简单叠加完成图像预览功能，得到一幅较为清晰的二值图像；
隐藏信息获取单元，用于通过共享份获取到隐藏信息，进行图像的精确恢复，得到秘密图像。
6.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1所述的分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法。
7.一种如权利要求1所述分阶段解密的图像秘密共享信息处理方法在图像秘密共享中的应用。
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