CN112001833A - 一种图像安全传输方法、系统及装置 - Google Patents

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CN112001833A
CN112001833A CN202010821160.8A CN202010821160A CN112001833A CN 112001833 A CN112001833 A CN 112001833A CN 202010821160 A CN202010821160 A CN 202010821160A CN 112001833 A CN112001833 A CN 112001833A
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Abstract

本发明公开了一种图像安全传输方法、系统及装置，获取带有水印信息的图像数据，并从图像数据中提取水印信息；按照预设签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值；将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据；将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后才还原出水印信息。可见，本申请通过签名验签操作实现了从图像数据中提取水印信息的身份验证功能，从而保护了图像的关键信息不被泄露，提高了图像传输的安全性。

Description

一种图像安全传输方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及图像传输领域，特别是涉及一种图像安全传输方法、系统及装置。
背景技术
随着信息技术的发展，图像的获取和处理越来越容易，所以图像的版权保护问题越来越受重视。目前，通常采用在图像上增加水印的方式来保护图像的的版权，但图像上的水印信息很容易被提取，从而获取到图像隐藏的关键信息，导致图像传输的安全性及可靠性较差。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种图像安全传输方法、系统及装置，通过签名验签操作实现了从图像数据中提取水印信息的身份验证功能，从而保护了图像的关键信息不被泄露，提高了图像传输的安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种图像安全传输方法，包括：
获取带有水印信息的图像数据，并从所述图像数据中提取所述水印信息；
按照预设签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值；
将所述水印签名值嵌入到所述图像数据中，得到嵌入所述水印签名值的图像数据；
将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息。
优选地，在从所述图像数据中提取所述水印信息之后，在按照预设签名算法对所述水印信息进行签名之前，所述图像安全传输方法还包括：
通过Logistic映射产生的混沌序列对所述水印信息进行加密，得到水印信息密文，以按照预设签名算法对所述水印信息密文进行签名；
相应的，将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息的过程，包括：
将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后经Logistic映射解密才还原出所述水印信息。
优选地，在从所述图像数据中提取所述水印信息之后，在按照预设签名算法对所述水印信息进行签名之前，所述图像安全传输方法还包括：
对所述水印信息进行置乱操作，得到水印置乱信息，以按照预设签名算法对所述水印置乱信息进行签名；
相应的，将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息的过程，包括：
将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后经反置乱操作才还原出所述水印信息。
优选地，将所述水印签名值嵌入到所述图像数据中，得到嵌入所述水印签名值的图像数据的过程，包括：
对所述图像数据进行四层小波变换，得到每层小波变换后的小波系数；
将所述小波系数按照HH、LH、HL方向基于分形理论划分为D树和R树存储；其中，D树从最高层的小波变换一直延伸到第二层，R树从倒数第二层的小波变换一直延伸到第一层；
根据预设签名值嵌入关系式
Figure BDA0002634447160000021
Figure BDA0002634447160000022
得到在所述水印签名值w(k)嵌入后所述D树S方向的小波系数和所述R树S方向的小波系数；其中，
Figure BDA0002634447160000023
为所述水印签名值嵌入后的D树S方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000024
为所述水印签名值嵌入前的D树S方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000025
为JND模型在D树S方向的系数，α为全局的嵌入强度因子；
Figure BDA0002634447160000026
为所述水印签名值嵌入后的R树S方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000027
为所述水印签名值嵌入前的R树S方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000028
为JND模型在R树S方向的系数；
基于所述水印签名值嵌入后的D树和R树的小波系数进行小波逆变换，得到嵌入所述水印签名值的图像数据。
优选地，所述水印签名值的验签过程包括：
对接收的图像数据进行四层小波变换，并基于分形理论得到D树和R树的小波系数
Figure BDA0002634447160000031
和
Figure BDA0002634447160000032
及JND模型系数
Figure BDA0002634447160000033
和
Figure BDA0002634447160000034
通过预设签名值提取关系式
Figure BDA0002634447160000035
Figure BDA0002634447160000036
提取出水印签名值w(k)*，并基于提取的水印签名值进行验签，以使所述图像接收端在验签通过后才还原出所述水印信息。
优选地，按照预设签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值的过程，包括：
按照预设SM2签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种图像安全传输系统，包括：
提取模块，用于获取带有水印信息的图像数据，并从所述图像数据中提取所述水印信息；
签名模块，用于按照预设签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值；
嵌入模块，用于将所述水印签名值嵌入到所述图像数据中，得到嵌入所述水印签名值的图像数据；
传输模块，用于将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息。
优选地，所述嵌入模块具体用于：
对所述图像数据进行四层小波变换，得到每层小波变换后的小波系数；
将所述小波系数按照HH、LH、HL方向基于分形理论划分为D树和R树存储；其中，D树从最高层的小波变换一直延伸到第二层，R树从倒数第二层的小波变换一直延伸到第一层；
根据预设签名值嵌入关系式
Figure BDA0002634447160000037
Figure BDA0002634447160000038
得到在所述水印签名值w(k)嵌入后所述D树s方向的小波系数和所述R树s方向的小波系数；其中，
Figure BDA0002634447160000041
为所述水印签名值嵌入后的D树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000042
为所述水印签名值嵌入前的D树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000043
为JND模型在D树s方向的系数，α为全局的嵌入强度因子；
Figure BDA0002634447160000044
为所述水印签名值嵌入后的R树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000045
为所述水印签名值嵌入前的R树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000046
为JND模型在R树s方向的系数；
基于所述水印签名值嵌入后的D树和R树的小波系数进行小波逆变换，得到嵌入所述水印签名值的图像数据。
优选地，所述水印签名值的验签过程包括：
对接收的图像数据进行四层小波变换，并基于分形理论得到D树和R树的小波系数
Figure BDA0002634447160000047
和
Figure BDA0002634447160000048
及JND模型系数
Figure BDA0002634447160000049
和
Figure BDA00026344471600000410
通过预设签名值提取关系式
Figure BDA00026344471600000411
Figure BDA00026344471600000412
提取出水印签名值w(k)*，并基于提取的水印签名值进行验签，以使所述图像接收端在验签通过后才还原出所述水印信息。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种图像安全传输装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于在执行所述计算机程序时上述任一种图像安全传输方法的步骤。
本发明提供了一种图像安全传输方法，获取带有水印信息的图像数据，并从图像数据中提取水印信息；按照预设签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值；将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据；将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后才还原出水印信息。可见，本申请通过签名验签操作实现了从图像数据中提取水印信息的身份验证功能，从而保护了图像的关键信息不被泄露，提高了图像传输的安全性。
本发明还提供了一种图像安全传输系统及装置，与上述传输方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种图像安全传输方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种图像四层小波变换示意图；
图3为本发明实施例提供的一种D树和R树的存储示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种图像安全传输方法、系统及装置，通过签名验签操作实现了从图像数据中提取水印信息的身份验证功能，从而保护了图像的关键信息不被泄露，提高了图像传输的安全性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种图像安全传输方法的流程图。
该图像安全传输方法应用于图像发送端(如KVM(数字切换器)发送装置)，包括：
步骤S1：获取带有水印信息的图像数据，并从图像数据中提取水印信息。
具体地，图像发送端在通过自身图像传输通道接收到带有水印信息的图像数据之后，基于水印提取技术从接收到图像数据中提取到水印信息，用于后续对水印信息进行签名等操作。
此外，图像发送端在获取带有水印信息的图像数据之后，在从图像数据中提取水印信息之前，还可对图像数据进行去噪处理，以从去噪后的图像数据中提取水印信息，从而避免噪声对图像数据产生影响。
步骤S2：按照预设签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值。
需要说明的是，本申请的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。
具体地，本申请提前设置一个用于指导对水印信息进行签名的签名算法，目的是图像发送端在从接收到图像数据中提取到水印信息之后，按照预设签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值，用于后续进行验签操作来进行身份验证。
步骤S3：将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据。
具体地，图像发送端在得到水印签名值之后，将水印签名值嵌入到接收的图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据，以为后续图像接收端进行验签操作打下基础。
步骤S4：将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后才还原出水印信息。
具体地，图像发送端在得到嵌入水印签名值的图像数据之后，将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端。图像接收端在接收到图像数据之后，从图像数据中获取到水印签名值，并通过与预设签名算法配套的验签算法对水印签名值进行验签，只有在验签通过后才可还原出水印信息，如果验签失败，说明图像遭到更改或攻击，则无法还原出水印信息。
本发明提供了一种图像安全传输方法，获取带有水印信息的图像数据，并从图像数据中提取水印信息；按照预设签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值；将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据；将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后才还原出水印信息。可见，本申请通过签名验签操作实现了从图像数据中提取水印信息的身份验证功能，从而保护了图像的关键信息不被泄露，提高了图像传输的安全性。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选的实施例，在从图像数据中提取水印信息之后，在按照预设签名算法对水印信息进行签名之前，图像安全传输方法还包括：
通过Logistic映射产生的混沌序列对水印信息进行加密，得到水印信息密文，以按照预设签名算法对水印信息密文进行签名；
相应的，将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后才还原出水印信息的过程，包括：
将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后经Logistic映射解密才还原出水印信息。
进一步地，在按照预设签名算法对水印信息进行签名之前，图像发送端还可对水印信息进行加密(如通过Logistic(逻辑)映射产生的混沌序列对水印信息进行加密)，得到水印信息密文，并按照预设签名算法对水印信息密文进行签名，得到水印签名值，然后将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据，最后将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端。图像接收端在接收到图像数据之后，从图像数据中获取到水印签名值，并通过与预设签名算法配套的验签算法对水印签名值进行验签，只有在验签通过后才可还原出水印信息密文，然后通过Logistic映射解密便可得到水印信息(明文)，进一步提高图像传输的安全性；如果验签失败，说明图像遭到更改或攻击，则无法还原出水印信息密文。
作为一种可选的实施例，在从图像数据中提取水印信息之后，在按照预设签名算法对水印信息进行签名之前，图像安全传输方法还包括：
对水印信息进行置乱操作，得到水印置乱信息，以按照预设签名算法对水印置乱信息进行签名；
相应的，将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后才还原出水印信息的过程，包括：
将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后经反置乱操作才还原出水印信息。
进一步地，在按照预设签名算法对水印信息进行签名之前，图像发送端还可对水印信息进行置乱操作，得到水印置乱信息，并按照预设签名算法对水印置乱信息进行签名，得到水印签名值，然后将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据，最后将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端。图像接收端在接收到图像数据之后，从图像数据中获取到水印签名值，并通过与预设签名算法配套的验签算法对水印签名值进行验签，只有在验签通过后才可还原出水印置乱信息，然后将水印置乱信息经过反置乱操作便可得到水印信息，进一步提高图像传输的安全性；如果验签失败，说明图像遭到更改或攻击，则无法还原出水印置乱信息。
需要说明的是，在按照预设签名算法对水印信息进行签名之前，图像发送端可先对水印信息进行置乱操作，得到水印置乱信息，再对水印置乱信息进行加密，得到水印置乱信息密文，然后按照预设签名算法对水印置乱信息密文进行签名，得到水印签名值，然后将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据，最后将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端。图像接收端在接收到图像数据之后，从图像数据中获取到水印签名值，并通过与预设签名算法配套的验签算法对水印签名值进行验签，只有在验签通过后才可还原出水印置乱信息密文，然后将水印置乱信息密文通过Logistic映射解密后得到水印置乱信息(明文)，再将水印置乱信息经反置乱操作最终得到水印信息，进一步提高图像传输的安全性；如果验签失败，说明图像遭到更改或攻击，则无法还原出水印置乱信息密文。
作为一种可选的实施例，将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据的过程，包括：
对图像数据进行四层小波变换，得到每层小波变换后的小波系数；
将小波系数按照HH、LH、HL方向基于分形理论划分为D树和R树存储；其中，D树从最高层的小波变换一直延伸到第二层，R树从倒数第二层的小波变换一直延伸到第一层；
根据预设签名值嵌入关系式
Figure BDA0002634447160000091
Figure BDA0002634447160000092
得到在水印签名值w(k)嵌入后D树s方向的小波系数和R树s方向的小波系数；其中，
Figure BDA0002634447160000093
为水印签名值嵌入后的D树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000094
为水印签名值嵌入前的D树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000095
为JND模型在D树s方向的系数，α为全局的嵌入强度因子；
Figure BDA0002634447160000096
为水印签名值嵌入后的R树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000097
为水印签名值嵌入前的R树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000098
为JND模型在R树s方向的系数；
基于水印签名值嵌入后的D树和R树的小波系数进行小波逆变换，得到嵌入水印签名值的图像数据。
具体地，水印签名值嵌入图像数据的具体操作包括：
1)如图2所示，对图像数据进行四层小波变换，得到每层小波变换后的小波系数；其中，第一层为图像本身，第二层为1/4图片，第三层为1/16图片，第四层为1/64图片。从图2可知，分解后的图像数据分为四个方向：HH、LH、HL、LL四个方向。
2)将小波系数按照HH、LH、HL方向基于分形理论划分为D树和R树存储；D树是从最高层的小波变换一直延伸到第二层，R树是从倒数第二层的小波变换一直延伸到第一层，D树、R树分别为三层节点。此处先分D树(R数同理)，在第n个节点处，i为层数，i从4开始，如下列式所示(HL[i]/LH[i]/HH[i]表示第i层的HL/LH/HH方向对应的小波系数，HL_logo[i]/LH_logo[i]/HH_logo[i]表示第i层的HL/LH/HH方向对应的图像信息)：
Figure BDA0002634447160000099
此后i从第4层逐层递减到第2层，n节点从第1个节点增加到第3个节点，依次完成D树的存储，如图3所示。图3中，以D树为例，
Figure BDA00026344471600000910
的上标q表示三个方向HH，LH，HL，q＝(1),(2),(3)，n表示小波变换层数的节点，n＝2,3,4。
3)设水印签名值嵌入前的D树s方向的小波系数为
Figure BDA0002634447160000101
则在水印签名值w(k)嵌入后D树s方向的小波系数为：
Figure BDA0002634447160000102
同理，设水印签名值嵌入前的R树s方向的小波系数为
Figure BDA0002634447160000103
则在水印签名值w(k)嵌入后R树s方向的小波系数为：
Figure BDA0002634447160000104
基于此，基于D树和R数存储的小波系数进行运算，得到在水印签名值w(k)嵌入后D树的小波系数和R树的小波系数，从而基于水印签名值嵌入后的D树和R树的小波系数进行小波逆变换，得到嵌入水印签名值的图像数据。
作为一种可选的实施例，水印签名值的验签过程包括：
对接收的图像数据进行四层小波变换，并基于分形理论得到D树和R树的小波系数
Figure BDA0002634447160000105
和
Figure BDA0002634447160000106
及JND模型系数
Figure BDA0002634447160000107
和
Figure BDA0002634447160000108
通过预设签名值提取关系式
Figure BDA0002634447160000109
Figure BDA00026344471600001010
提取出水印签名值w(k)*，并基于提取的水印签名值进行验签，以使图像接收端在验签通过后才还原出水印信息。
具体地，图像接收端的验签过程包括：1)对接收的图像数据进行四层小波变换，并基于分形理论得到D树的小波系数
Figure BDA00026344471600001011
和R树的小波系数
Figure BDA00026344471600001012
及JND(JustNoticeableDifference，最小可觉差)模型系数
Figure BDA00026344471600001013
和
Figure BDA00026344471600001014
2)通过预设签名值提取关系式
Figure BDA00026344471600001015
Figure BDA00026344471600001016
提取出水印签名值w(k)*，并通过与预设签名算法配套的验签算法对提取的水印签名值进行验签，只有在验签通过后才可还原出水印信息，如果验签失败，说明图像遭到更改或攻击，则无法还原出水印信息。
作为一种可选的实施例，按照预设签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值的过程，包括：
按照预设SM2签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值。
具体地，SM2算法(基于椭圆曲线的非对称密码算法)是一种较先进安全的算法，SM2算法的密钥分为配对的公钥和私钥，私钥用于签名，公钥用于验签。本申请的图像发送端具体可按照SM2算法的私钥对水印信息进行签名，得到水印签名值，后续通过SM2算法的公钥对水印签名值进行验签，以进行身份验证。可以理解的是，当需要把图像数据中的水印信息公开给图像接收端时，图像发送端可将图像数据连同SM2算法的公钥一起发送至图像接收端，图像接收端利用公钥进行验签操作，验签通过后才可还原出水印信息。
本申请还提供了一种图像安全传输系统，包括：
提取模块，用于获取带有水印信息的图像数据，并从图像数据中提取水印信息；
签名模块，用于按照预设签名算法对水印信息进行签名，得到水印签名值；
嵌入模块，用于将水印签名值嵌入到图像数据中，得到嵌入水印签名值的图像数据；
传输模块，用于将嵌入水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使图像接收端在验证水印签名值通过后才还原出水印信息。
作为一种可选的实施例，嵌入模块具体用于：
对图像数据进行四层小波变换，得到每层小波变换后的小波系数；
将小波系数按照HH、LH、HL方向基于分形理论划分为D树和R树存储；其中，D树从最高层的小波变换一直延伸到第二层，R树从倒数第二层的小波变换一直延伸到第一层；
根据预设签名值嵌入关系式
Figure BDA0002634447160000111
Figure BDA0002634447160000112
得到在水印签名值w(k)嵌入后D树s方向的小波系数和R树s方向的小波系数；其中，
Figure BDA0002634447160000113
为水印签名值嵌入后的D树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000121
为水印签名值嵌入前的D树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000122
为JND模型在D树s方向的系数，α为全局的嵌入强度因子；
Figure BDA0002634447160000123
为水印签名值嵌入后的R树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000124
为水印签名值嵌入前的R树s方向的小波系数，
Figure BDA0002634447160000125
为JND模型在R树s方向的系数；
基于水印签名值嵌入后的D树和R树的小波系数进行小波逆变换，得到嵌入水印签名值的图像数据。
作为一种可选的实施例，水印签名值的验签过程包括：
对接收的图像数据进行四层小波变换，并基于分形理论得到D树和R树的小波系数
Figure BDA0002634447160000126
和
Figure BDA0002634447160000127
及JND模型系数
Figure BDA0002634447160000128
和
Figure BDA0002634447160000129
通过预设签名值提取关系式
Figure BDA00026344471600001210
Figure BDA00026344471600001211
提取出水印签名值w(k)*，并基于提取的水印签名值进行验签，以使图像接收端在验签通过后才还原出水印信息。
本申请提供的传输系统的介绍请参考上述传输方法的实施例，本申请在此不再赘述。
本申请还提供了一种图像安全传输装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于在执行计算机程序时上述任一种图像安全传输方法的步骤。
本申请提供的传输装置的介绍请参考上述传输方法的实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种图像安全传输方法，其特征在于，包括：
获取带有水印信息的图像数据，并从所述图像数据中提取所述水印信息；
按照预设签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值；
将所述水印签名值嵌入到所述图像数据中，得到嵌入所述水印签名值的图像数据；
将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息。
2.如权利要求1所述的图像安全传输方法，其特征在于，在从所述图像数据中提取所述水印信息之后，在按照预设签名算法对所述水印信息进行签名之前，所述图像安全传输方法还包括：
通过Logistic映射产生的混沌序列对所述水印信息进行加密，得到水印信息密文，以按照预设签名算法对所述水印信息密文进行签名；
相应的，将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息的过程，包括：
将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后经Logistic映射解密才还原出所述水印信息。
3.如权利要求1所述的图像安全传输方法，其特征在于，在从所述图像数据中提取所述水印信息之后，在按照预设签名算法对所述水印信息进行签名之前，所述图像安全传输方法还包括：
对所述水印信息进行置乱操作，得到水印置乱信息，以按照预设签名算法对所述水印置乱信息进行签名；
相应的，将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息的过程，包括：
将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后经反置乱操作才还原出所述水印信息。
4.如权利要求1所述的图像安全传输方法，其特征在于，将所述水印签名值嵌入到所述图像数据中，得到嵌入所述水印签名值的图像数据的过程，包括：
对所述图像数据进行四层小波变换，得到每层小波变换后的小波系数；
将所述小波系数按照HH、LH、HL方向基于分形理论划分为D树和R树存储；其中，D树从最高层的小波变换一直延伸到第二层，R树从倒数第二层的小波变换一直延伸到第一层；
根据预设签名值嵌入关系式
Figure FDA0002634447150000021
Figure FDA0002634447150000022
得到在所述水印签名值w(k)嵌入后所述D树s方向的小波系数和所述R树s方向的小波系数；其中，
Figure FDA0002634447150000023
为所述水印签名值嵌入后的D树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000024
为所述水印签名值嵌入前的D树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000025
为JND模型在D树s方向的系数，α为全局的嵌入强度因子；
Figure FDA0002634447150000026
为所述水印签名值嵌入后的R树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000027
为所述水印签名值嵌入前的R树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000028
为JND模型在R树s方向的系数；
基于所述水印签名值嵌入后的D树和R树的小波系数进行小波逆变换，得到嵌入所述水印签名值的图像数据。
5.如权利要求4所述的图像安全传输方法，其特征在于，所述水印签名值的验签过程包括：
对接收的图像数据进行四层小波变换，并基于分形理论得到D树和R树的小波系数
Figure FDA0002634447150000029
和
Figure FDA00026344471500000210
及JND模型系数
Figure FDA00026344471500000211
和
Figure FDA00026344471500000212
通过预设签名值提取关系式
Figure FDA00026344471500000213
Figure FDA00026344471500000214
提取出水印签名值w(k)*，并基于提取的水印签名值进行验签，以使所述图像接收端在验签通过后才还原出所述水印信息。
6.如权利要求1所述的图像安全传输方法，其特征在于，按照预设签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值的过程，包括：
按照预设SM2签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值。
7.一种图像安全传输系统，其特征在于，包括：
提取模块，用于获取带有水印信息的图像数据，并从所述图像数据中提取所述水印信息；
签名模块，用于按照预设签名算法对所述水印信息进行签名，得到水印签名值；
嵌入模块，用于将所述水印签名值嵌入到所述图像数据中，得到嵌入所述水印签名值的图像数据；
传输模块，用于将嵌入所述水印签名值的图像数据传输至图像接收端，以使所述图像接收端在验证所述水印签名值通过后才还原出所述水印信息。
8.如权利要求7所述的图像安全传输系统，其特征在于，所述嵌入模块具体用于：
对所述图像数据进行四层小波变换，得到每层小波变换后的小波系数；
将所述小波系数按照HH、LH、HL方向基于分形理论划分为D树和R树存储；其中，D树从最高层的小波变换一直延伸到第二层，R树从倒数第二层的小波变换一直延伸到第一层；
根据预设签名值嵌入关系式
Figure FDA0002634447150000031
Figure FDA0002634447150000032
得到在所述水印签名值w(k)嵌入后所述D树s方向的小波系数和所述R树s方向的小波系数；其中，
Figure FDA0002634447150000033
为所述水印签名值嵌入后的D树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000034
为所述水印签名值嵌入前的D树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000035
为JND模型在D树s方向的系数，α为全局的嵌入强度因子；
Figure FDA0002634447150000036
为所述水印签名值嵌入后的R树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000037
为所述水印签名值嵌入前的R树s方向的小波系数，
Figure FDA0002634447150000038
为JND模型在R树s方向的系数；
基于所述水印签名值嵌入后的D树和R树的小波系数进行小波逆变换，得到嵌入所述水印签名值的图像数据。
9.如权利要求8所述的图像安全传输系统，其特征在于，所述水印签名值的验签过程包括：
对接收的图像数据进行四层小波变换，并基于分形理论得到D树和R树的小波系数
Figure FDA0002634447150000039
和
Figure FDA00026344471500000310
及JND模型系数
Figure FDA00026344471500000311
和
Figure FDA00026344471500000312
通过预设签名值提取关系式
Figure FDA0002634447150000041
Figure FDA0002634447150000042
提取出水印签名值w(k)*，并基于提取的水印签名值进行验签，以使所述图像接收端在验签通过后才还原出所述水印信息。
10.一种图像安全传输装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于在执行所述计算机程序时如权利要求1-6任一项所述的图像安全传输方法的步骤。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094758A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子署名装置、電子署名方法及びそのプログラムを記録した記録媒体
US20050120220A1 (en) * 2001-12-21 2005-06-02 Oostveen Job C. Increasing integrity of watermarks using robust features
EP2747445A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-25 Nagravision S.A. Method to enforce watermarking instructions in a receiving device
CN106375871A (zh) * 2016-09-28 2017-02-01 青岛科技大学 基于分形理论的小波域视频水印方法
CN106611400A (zh) * 2016-05-31 2017-05-03 四川用联信息技术有限公司 一种密文图像的可逆水印算法
CN108985082A (zh) * 2018-07-11 2018-12-11 上海海事大学 一种基于数字水印的医学图像加密方法
CN109583158A (zh) * 2018-11-15 2019-04-05 福建南威软件有限公司 一种基于动态水印的电子证照副本生成方法
CN110727961A (zh) * 2019-08-08 2020-01-24 上海浩霖汇信息科技有限公司 一种基于数字签名技术的数字水印防伪方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094758A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子署名装置、電子署名方法及びそのプログラムを記録した記録媒体
US20050120220A1 (en) * 2001-12-21 2005-06-02 Oostveen Job C. Increasing integrity of watermarks using robust features
EP2747445A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-25 Nagravision S.A. Method to enforce watermarking instructions in a receiving device
CN106611400A (zh) * 2016-05-31 2017-05-03 四川用联信息技术有限公司 一种密文图像的可逆水印算法
CN106375871A (zh) * 2016-09-28 2017-02-01 青岛科技大学 基于分形理论的小波域视频水印方法
CN108985082A (zh) * 2018-07-11 2018-12-11 上海海事大学 一种基于数字水印的医学图像加密方法
CN109583158A (zh) * 2018-11-15 2019-04-05 福建南威软件有限公司 一种基于动态水印的电子证照副本生成方法
CN110727961A (zh) * 2019-08-08 2020-01-24 上海浩霖汇信息科技有限公司 一种基于数字签名技术的数字水印防伪方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李婕: "基于图像签名的抗拷贝攻击数字水印算法", 《计算机光盘软件与应用》 *
杨树国 等: "基于改进的JND模型的视频水印算法", 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 *
王海涛: "商用密码技术在中央企业商业秘密保护中的应用", 《北京电子科技学院学报》 *

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