CN113312604B - 一种基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法 - Google Patents

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CN113312604B CN202110604773.0A CN202110604773A CN113312604B CN 113312604 B CN113312604 B CN 113312604B CN 202110604773 A CN202110604773 A CN 202110604773A CN 113312604 B CN113312604 B CN 113312604B
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Abstract

本发明公开了一种基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法，包括分享过程和公共重建过程；所述分享过程包括：分享者对原图进行像素置乱并划分为若干像素单元，根据单元像素生成n幅阴影图像并计算哈希值，将哈希值写入区块链；将阴影图像上传至分布式云网络，分享者接收网络返回的哈希值并分享给n位参与者；所述公共重建过程包括：参与者接收对应的哈希值，并请求获得另外n‑1个哈希值，通过分布式云网络获得对应的n‑1幅阴影图像；计算n幅图像的哈希值并与区块链上存储的相应哈希值对比，使用哈希值对比结果相同的若干幅阴影图像进行秘密图像重建。本发明大幅提高秘密图像分享和重建的效率，并能在公开的分布式网络实现秘密分享。

Description

一种基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法
技术领域
本发明属于计算机技术和信息安全领域，具体涉及秘密图像分享及基于区块链的数据认证和公共重建方法。
背景技术
秘密图像分享是结合了秘密分享和数字图像处理的信息安全技术，秘密图像分享技术的特点是以秘密图像像素为单位，通过分享技术生成无意义的阴影图像，使得攻击者无法直接从阴影图像中获取的秘密图像。对于一个(k,n)门限的秘密分享方法，只有获得等于或者大于阈值k幅阴影图像，将其结合才能重建出原始秘密图像。
区块链是一个由节点参与的共享，不可更改，不可伪造的分布式数据库系统，由一串使用密码学方法产生的数据块组成，每一个区块都包含上一个区块的哈希值，由于区块生成要经过共识，想要篡改区块链中保存的数据需要攻击整个网络中半数以上的节点，保证了链上数据的公开透明以及不可篡改性。
IPFS是分布式网络，点对点的超媒体协议，网络中每个节点都存有文件副本，不存在单点故障问题，同样攻击者若想要篡改网络中的文件，需要攻击网络半数以上节点。另外，IPFS采用了内容寻址，存储在网络中的数据都拥有唯一的哈希值，用户通过哈希值查询下载对应文件，保证文件的真实性。
当前的秘密图像分享方案，使用多项式系数来隐藏秘密图像的像素，生成阴影图像发送给n个参与者。当接收到进行重建的请求时，接收者收集到k幅阴影图像后必须在本地进行重建秘密图像。随着云计算和大数据的发展，在公共网络环境下进行秘密图像的重建成为必要需求，当前的方法并不适用。并且，对于大规模的图像数据而言，让每个参与者本地存储大规模阴影图像已不现实。因此，具备公共重建的分布式秘密图像分享方法成为了迫切需求。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法，解决阴影图像公共重建、大规模图像数据分布式处理以及公共网络中阴影图像真实性等问题，并减少参与者之间的通信论数和存储空间。该方法可以保证参与重建的阴影图像真实性，减少参与者的本地存储空间，实现秘密图像的公共重建，保证各个分享的安全性，大幅提高秘密图像分享和重建的效率，并能在公开的分布式网络实现秘密分享。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法，包括秘密图像的分享过程和拥有区块链认证的分布式公共重建过程；
所述分享过程包括：
分享者对原图进行像素置乱并划分为若干像素单元t，每一个像素单元t包括r个像素，根据单元像素生成n幅阴影图像并计算哈希值，将n个哈希值写入区块链；
将n幅阴影图像上传至分布式云网络，分享者接收分布式云网络返回的n个哈希值并分享给n位参与者；
所述公共重建过程包括：
参与者#i接收对应的哈希值，并请求获得另外n-1个哈希值，通过分布式云网络获得对应的n-1幅阴影图像；
计算n幅图像的哈希值并与区块链上存储的相应哈希值对比，使用哈希值对比结果相同的若干幅阴影图像进行秘密图像重建；
参与者#i分别选择k幅阴影图像的第一个未使用的像素，使用这k个像素计算得到原图像素置乱后所划分单元的像素值；k＝r；
依次处理完k幅阴影图像的所有像素，重建所有像素单元并构建图像，对该图像进行逆置乱操作得到原始秘密图像，完成公共重建。
进一步的，所述分享过程具体包括如下步骤：
步骤1.1，分享者对原图D进行像素置乱处理得到D'，分享者将D'划分为若干个像素单元t，1≤t≤|D'|/r,t∈Z，t中包括任意不重复的r个像素；
步骤1.2，设分享者将原图D给n位参与者#i，1≤i≤n,i∈Z；根据像素单元t及其r个像素计算第i位参与者接收的阴影图像的像素值ft(i)，n幅阴影图像按顺序接收生成的像素ft(1)～ft(n)；
步骤1.3，重复步骤1.1至步骤1.2，直至整个图像所有像素单元t的像素均被处理完成，生成n幅阴影图像；
步骤1.4，分享者将生成的n幅阴影图像计算哈希值HAi，1≤i≤n,i∈Z，通过智能合约写入区块链；
步骤1.5，分享者将生成的n幅阴影图像分别上传至分布式云网络IPFS，得到IPFS根据图片内容返回的n个哈希值HAi，分享者将得到的哈希值分享给n个参与者。
进一步的，计算待生成的阴影图像的像素值，方法如下：
ft(x)＝(a0+a1x+...+ar-1xr-1)modp
式中ft(x)表示第x位参与者接收的阴影图像像素值，a0,a1,...,ar-1分别对应单元t中r个像素值，p为一个素数。
进一步的，所述公共重建过程具体包括如下步骤：
步骤2.1，参与者#i接收到对应的哈希值HAi，通过IPFS网络下载HAi对应的阴影图像；
步骤2.2，参与者#i，对其他n-1位参与者发出请求，获得另外n-1个哈希值，通过IPFS网络获得对应的n-1幅阴影图像；
步骤2.3，参与者#i，计算出n幅阴影图像的哈希值，分别与区块链上存储的相应哈希值对比，若不同，舍弃该阴影图像；若相同，使用该阴影图像进行秘密图像重建；
步骤2.4，参与者#i获得m幅有效阴影图像，k≤m≤n，k为进行秘密图像重建所需有效阴影图像数量的预设阈值，选择有效阴影图像其中任意k幅进行重建；
步骤2.5，参与者#i分别选择k幅阴影图像的第一个未使用的像素，使用这k个像素计算得到原图像素置乱后所划分像素单元的像素值；
步骤2.6，循环步骤2.5，直到处理完k幅阴影图像的所有像素，重建出所有像素单元并构建图像D'，对图像D'进行逆置乱操作得到原始秘密图像D，完成公共重建。
进一步的，所述步骤2.5利用拉格朗日插值法计算出像素单元的像素值，公式如下：
Figure BDA0003093969500000031
式中，ft(i)为已选择的第i幅阴影图像的第一个未使用的像素，j表示除了图像i之外的第j幅阴影图像，p为一个素数；所得多项式ft(x)的各项系数即为单元t的k个像素值。
进一步的，所述步骤2.2还包括如下优化步骤：
n个参与者之间通过密钥交换协议协商出一个公共密钥K，将属于各自的哈希值HAi用密钥K加密；
参与者#i，对其他n-1位参与者发出请求，获得另外n-1个用密钥K加密过的哈希值，解密后，通过IPFS网络获得对应的n-1幅阴影图像。
进一步的，采用Diffie-Hellman密钥交换协议协商出一个公共密钥K，具体包括：
设参与者#i作为组控制器，使用私钥通过式(2)生成公钥Xi，其中xi是#i的私钥；
Figure BDA0003093969500000032
任意组员#j，j≠i，使用私钥通过式(3)生成公钥Xj，其中xj是#j的私钥；
Figure BDA0003093969500000033
每个组员#j和组控制器#i互相交换公钥，交换完成后，每个组员#j和组控制器#i之间生成DH样式的组密钥Kj，组控制器#i也生成同样的组密钥Kj；
Figure BDA0003093969500000034
Figure BDA0003093969500000035
组控制器#i把生成的n-1个组密钥合并生成一个密钥Xk；
Figure BDA0003093969500000041
组控制器#i将Xk发送给组员#j，组员#j在本地生成群密钥K；
Figure BDA0003093969500000042
组控制器#i根据拥有的所有的组密钥Kj，直接使用式(8)生成群密钥K；
Figure BDA0003093969500000043
式(2)～(8)中，g和n为随机数，g为整数，n为素数。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：
本发明的基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法与当前秘密图像分享方法相比，拥有了阴影图像的区块链认证，能实现秘密分享的公共重建，保证每一个参与重建的阴影图像的真实性。另外，秘密图像持有者发送给参与者的是哈希值而不是传统的阴影图像，通过此哈希值在IPFS网络上下载阴影图像，方便参与者本地的存储以及在公共信道上的加密传播。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为秘密图像分割过程示意图；
图3为阴影图像重建秘密图像过程示意图；
图4(a)为本发明的分布式(2,4)门限秘密图像分享方法实例(分享过程)；
图4(b)为本发明的分布式(2,4)门限秘密图像分享方法实例(公共重建过程)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明所述的基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法，具体流程如图1所示，包括秘密图像的分享过程和拥有区块链认证的分布式公共重建过程。
如图2所示，所述分享过程包括：
步骤1.1，分享者对原图D进行像素置乱处理得到D'，分享者将D'划分为若干个像素单元t，1≤t≤|D'||/r,t∈Z，t中包括任意不重复的r个像素；
步骤1.2，设分享者将原图D给n位参与者#i，1≤i≤n,i∈Z；根据像素单元t及其r个像素计算第i位参与者接收的阴影图像的像素值ft(i)；计算方法如下：
ft(x)＝(a0+a1x+...+ar-1xr-1)modp                (1)
式中ft(x)表示第x位参与者接收的阴影图像像素值，a0,a1,...,ar-1分别对应单元t中r个像素值(即将t中r个像素嵌入到r-1阶多项式(1)的系数中)，p为一个素数；
分享者将参与者的身份#i代入式(1)中得到ft(1)～ft(n)，n幅阴影图像按顺序接收生成的像素ft(1)～ft(n)；
步骤1.3，重复步骤1.1至步骤1.2，直至整个图像所有像素单元t的像素均被处理完成，生成n幅阴影图像；
步骤1.4，分享者将生成的n幅阴影图像计算哈希值HAi，1≤i≤n,i∈Z，通过智能合约写入区块链；由于智能合约一旦部署就不能修改的特性以及区块链网络的不可篡改性，保证了写入哈希的安全性和真实性；
步骤1.5，分享者将生成的n幅阴影图像分别上传至分布式云网络IPFS，得到IPFS根据图片内容返回的n个哈希值HAi，分享者将得到的哈希值分享给n个参与者。
如图3所示，所述公共重建过程包括：
步骤2.1，参与者#i接收到对应的哈希值HAi，通过IPFS网络下载HAi对应的阴影图像；
步骤2.2，n个参与者之间通过Diffie-Hellman密钥交换协议协商出一个公共密钥K，将属于各自的哈希值HAi用密钥K加密；
采用Diffie-Hellman密钥交换协议协商出一个公共密钥K，具体包括：
设参与者#i作为组控制器，使用私钥通过式(2)生成公钥Xi，其中xi是#i的私钥；
Figure BDA0003093969500000051
任意组员#j，j≠i，使用私钥通过式(3)生成公钥Xj，其中xj是#j的私钥；
Figure BDA0003093969500000052
每个组员#j和组控制器#i互相交换公钥，交换完成后，每个组员#j和组控制器#i之间生成DH样式的组密钥Kj，组控制器#i也生成同样的组密钥Kj；
Figure BDA0003093969500000053
Figure BDA0003093969500000054
组控制器#i把生成的n-1个组密钥合并生成一个密钥Xk；
Figure BDA0003093969500000055
组控制器#i将Xk发送给组员#j，组员#j在本地生成群密钥K；
Figure BDA0003093969500000061
组控制器#i根据拥有的所有的组密钥Kj，直接使用式(8)生成群密钥K；
Figure BDA0003093969500000062
式(2)～(8)中，g和n为随机数，g和n都是参与者选定的数，g一般为一个小整数，n是一个大素数；
步骤2.3，参与者#i，对其他n-1位参与者发出请求，获得另外n-1个用密钥K加密过的哈希值，解密后，通过IPFS网络获得对应的n-1幅阴影图像；
步骤2.4，参与者#i，计算出n幅阴影图像的哈希值，分别与区块链上存储的相应哈希值对比，若不同，舍弃该阴影图像；若相同，使用该阴影图像进行秘密图像重建；
步骤2.5，参与者#i获得m幅有效阴影图像，k≤m≤n，k为进行秘密图像重建所需有效阴影图像数量的预设阈值，选择有效阴影图像其中任意k幅进行重建；k＝r；
步骤2.6，参与者#i分别选择k幅阴影图像的第一个未使用的像素，使用这k个像素({ft(1)～ft(n)}的一个子集)和拉格朗日插值法(式(9))计算多项式系数，各系数对应了像素单元t的k个像素；
拉格朗日插值法多项式表示如下：
Figure BDA0003093969500000063
式中，ft(i)为已选择的第i幅阴影图像的第一个未使用的像素，j表示除了图像i之外的第j幅阴影图像，p为一个素数；所得多项式ft(x)的各项系数即为单元t的k个像素值；
步骤2.7，循环步骤2.6，直到处理完k幅阴影图像的所有像素，重建出所有像素单元并构建图像D'，对图像D'进行逆置乱操作得到原始秘密图像D，完成公共重建。
本实施例的基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享如图4所示，假设分享者Alice要将一个256×256的灰度图像Lena分割成四份共享份额分享给四位参与者Bob1、Bob2、Bob3、Bob4，并规定获得共享份额中的两个或者两个以上才能重建出秘密图像，即k＝2，n＝4，其分享和重建过程由以下步骤组成(参见图4(a)(b))。
本实施例的分享过程如下：
步骤1.1，Alice需要将Lena原图使用置乱算法得到256×256的Lena’图像，将Lena’分成只有2个像素的128×256个单元，取第一个2像素单元，假设两个像素为1和2，作为多项式的系数代入(1)式中得到(10)式；
f1(x)＝(1+2x)mod251                  (10)
步骤1.2，Alice将参与者的身份(#1，#2，#3，#4)代入(9)式，得到f1(1)＝3，f1(2)＝5，f1(3)＝7，f1(4)＝9，四幅阴影图像分别按顺序将生成的四个值作为第一个像素；
步骤1.3，重复步骤1.1和步骤1.2，直到Lena’的像素全都处理完毕，生成四幅阴影图像{shadow1,shadow2,shadow3,shadow4}；
步骤1.4，Alice计算出四幅阴影图像{shadow1,shadow2,shadow3,shadow4}的哈希值{HA1,HA2,HA3,HA4}，通过智能合约写入区块链，此哈希永久储存且不可篡改；
步骤1.5，Alice将四幅阴影图像{shadow1,shadow2,shadow3,shadow4}上传到云网络IPFS上，IPFS返回给Alice哈希值{HA1’,HA2’,HA3’,HA4’}，分别对应四幅阴影图像；Alice将{HA1’,HA2’,HA3’,HA4’}分别用4个参与者的公钥加密并发送。
本实施例的重建过程如下：
假设Bob2想要重建原秘密图像：
步骤2.1，Bob2用私钥解密收到的哈希值HA2’，通过IPFS网络下载对应的阴影图像shadow2；
步骤2.2，Bob2和其他三个参与者Bob1，Bob3，Bob4通过Diffie-Hellman密钥协商协议协商出一个公共密钥K；
步骤2.2.1，假设Bob1为组控制器，由上述式(2)生成公钥X1；
Figure BDA0003093969500000071
步骤2.2.2，组员Bob2，Bob3，Bob4由上述式(3)生成公钥X2,X3,X4；
Figure BDA0003093969500000072
步骤2.2.3，Bob2,Bob3,Bob4分别与Bob1交换公钥，交换完成后，Bob1和Bob2生成组密钥K2，Bob1和Bob3生成组密钥K3，Bob1和Bob4生成组密钥K4；
Figure BDA0003093969500000073
步骤2.2.4，组控制器Bob1把生成的3个组密钥合并成密钥Xk，并发送给对应的参与者；
Figure BDA0003093969500000081
步骤2.2.5，组员Bob2，Bob3，Bob4在本地生成群密钥K；
Figure BDA0003093969500000082
步骤2.2.6，由于组控制器Bob1知道所有的组密钥，Bob1在本地也能生成群密钥K；
Figure BDA0003093969500000083
步骤2.3，Bob2向其他三个参与者发起请求，其他参与者分别使用密钥K加密HA1’,HA3’,HA4’并发送给Bob2，Bob2收到后使用密钥K解密，通过IPFS网络下载对应的shadow1,shadow3,shadow4；
步骤2.4，Bob2计算{shadow1,shadow2,shadow3,shadow4}的哈希值，与区块链保存的{HA1,HA2,HA3,HA4}对比，若一致，则该阴影图像没有被污染，可以用来进行重建；若不一致，则舍弃该阴影图像；
步骤2.5，假设Bob2获得三幅阴影图像{shadow1,shadow2,shadow3}没有被污染，由于k＝2，从中选择两幅阴影图像{shadow2,shadow3}进行重建；
步骤2.6，Bob2选择{shadow2,shadow3}的第一个未使用像素{5,7}，使用这两个像素和拉格朗日插值法，即将{2,5}和{3,7}代入(9)式得到(17)式，其中1和2是Lena’第一个单元的两个像素；
Figure BDA0003093969500000084
步骤2.7，Bob2循环步骤2.6，直到处理完两幅阴影图像的所有像素，重建出图像Lena’，对Lena’进行逆置乱操作得到原始秘密图像Lena，完成公共重建。

Claims (4)

1.一种基于区块链认证具备公共重建的分布式秘密图像分享方法，其特征在于：该方法包括秘密图像的分享过程和拥有区块链认证的分布式公共重建过程；
所述分享过程包括：
步骤1.1，分享者对原图D进行像素置乱处理得到D'，分享者将D'划分为若干个像素单元t，1≤t≤|D'|/r,t∈Z，每一个像素单元t中包括任意不重复的r个像素；
步骤1.2，设分享者将原图D给n位参与者#i，1≤i≤n,i∈Z；根据像素单元t及其r个像素计算第i位参与者接收的阴影图像的像素值ft(i)，n幅阴影图像按顺序接收生成的像素ft(1)～ft(n)；
步骤1.3，重复步骤1.1至步骤1.2，直至整个图像所有像素单元t的像素均被处理完成，生成n幅阴影图像；
步骤1.4，分享者将生成的n幅阴影图像计算哈希值HAi，1≤i≤n,i∈Z，通过智能合约将n个哈希值写入区块链；
步骤1.5，分享者将生成的n幅阴影图像分别上传至分布式云网络IPFS，得到IPFS根据图片内容返回的n个哈希值HAi，分享者将得到的哈希值分享给n个参与者；
所述公共重建过程包括：
步骤2.1，参与者#i接收到对应的哈希值HAi，通过IPFS网络下载HAi对应的阴影图像；
步骤2.2，参与者#i，对其他n-1位参与者发出请求，获得另外n-1个哈希值，通过IPFS网络获得对应的n-1幅阴影图像；
步骤2.3，参与者#i，计算出n幅阴影图像的哈希值，分别与区块链上存储的相应哈希值对比，若不同，舍弃该阴影图像；若相同，使用该阴影图像进行秘密图像重建；
步骤2.4，参与者#i获得m幅有效阴影图像，k≤m≤n，k为进行秘密图像重建所需有效阴影图像数量的预设阈值，选择有效阴影图像其中任意k幅进行重建；
步骤2.5，参与者#i分别选择k幅阴影图像的第一个未使用的像素，k＝r，使用这k个像素并利用拉格朗日插值法计算得到原图像素置乱后所划分像素单元的像素值，公式如下：
Figure FDA0004122439540000011
式中，ft(i)为已选择的第i幅阴影图像的第一个未使用的像素，j表示除了图像i之外的第j幅阴影图像，p为一个素数；所得多项式ft(x)的各项系数即为单元t的k个像素值；
步骤2.6，循环步骤2.5，直到处理完k幅阴影图像的所有像素，重建出所有像素单元并构建图像D'，对图像D'进行逆置乱操作得到原始秘密图像D，完成公共重建。
2.根据权利要求1所述的分布式秘密图像分享方法，其特征在于：计算待生成的阴影图像的像素值，方法如下：
ft(x)＝(a0+a1x+...+ar-1xr-1)modp
式中ft(x)表示第x位参与者接收的阴影图像像素值，a0,a1,...,ar-1分别对应单元t中r个像素值，p为一个素数。
3.根据权利要求1所述的分布式秘密图像分享方法，其特征在于：所述步骤2.2还包括如下优化步骤：
n个参与者之间通过密钥交换协议协商出一个公共密钥K，将属于各自的哈希值HAi用密钥K加密；
参与者#i，对其他n-1位参与者发出请求，获得另外n-1个用密钥K加密过的哈希值，解密后，通过IPFS网络获得对应的n-1幅阴影图像。
4.根据权利要求3所述的分布式秘密图像分享方法，其特征在于：采用Diffie-Hellman密钥交换协议协商出一个公共密钥K，具体包括：
设参与者#i作为组控制器，使用私钥通过式(2)生成公钥Xi，其中xi是#i的私钥；
Figure FDA0004122439540000021
任意组员#j，j≠i，使用私钥通过式(3)生成公钥Xj，其中xj是#j的私钥；
Figure FDA0004122439540000022
每个组员#j和组控制器#i互相交换公钥，交换完成后，每个组员#j和组控制器#i之间生成DH样式的组密钥Kj，组控制器#i也生成同样的组密钥Kj；
Figure FDA0004122439540000023
Figure FDA0004122439540000024
组控制器#i把生成的n-1个组密钥合并生成一个密钥Xk；
Figure FDA0004122439540000025
组控制器#i将Xk发送给组员#j，组员#j在本地生成群密钥K；
Figure FDA0004122439540000026
组控制器#i根据拥有的所有的组密钥Kj，直接使用式(8)生成群密钥K；
Figure FDA0004122439540000027
式(2)～(8)中，g和n为随机数，g为整数，n为素数。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114826564B (zh) * 2022-02-28 2023-02-21 南京信息工程大学 一种基于区块链的秘密图像共享和恢复方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103761702A (zh) * 2014-01-09 2014-04-30 太原科技大学 一种基于秘密共享的图像隐藏和认证方法
CN108171665A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 陕西师范大学 一种多版本备份和限制性双重认证主密钥(t,s,k,n)图像分存方法
WO2018113803A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Aducid S.R.O. Multi-factor authentication method
CN109102852A (zh) * 2018-08-22 2018-12-28 泰康保险集团股份有限公司 用户数据处理方法、装置、电子设备及计算机可读介质
CN110086606A (zh) * 2019-02-28 2019-08-02 南京信息工程大学 一种基于量子机制的黑白图像多方秘密共享方法
GB201918729D0 (en) * 2019-12-18 2020-01-29 Jaj Tech Pte Ltd Computer-implemented system and method
CN111192200A (zh) * 2020-01-02 2020-05-22 南京邮电大学 基于融合注意力机制残差网络的图像超分辨率重建方法
US10819881B1 (en) * 2015-03-12 2020-10-27 Igor Vladimir Smolyar System and method for encryption/decryption of 2-D and 3-D arbitrary images
CN112235481A (zh) * 2020-11-11 2021-01-15 成都信息工程大学 一种新型高安全性的图像秘密共享方法
CN112330551A (zh) * 2020-10-20 2021-02-05 上海海洋大学 一种基于秘密共享的遥感图像外包降噪方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103761702A (zh) * 2014-01-09 2014-04-30 太原科技大学 一种基于秘密共享的图像隐藏和认证方法
US10819881B1 (en) * 2015-03-12 2020-10-27 Igor Vladimir Smolyar System and method for encryption/decryption of 2-D and 3-D arbitrary images
WO2018113803A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Aducid S.R.O. Multi-factor authentication method
CN108171665A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 陕西师范大学 一种多版本备份和限制性双重认证主密钥(t,s,k,n)图像分存方法
CN109102852A (zh) * 2018-08-22 2018-12-28 泰康保险集团股份有限公司 用户数据处理方法、装置、电子设备及计算机可读介质
CN110086606A (zh) * 2019-02-28 2019-08-02 南京信息工程大学 一种基于量子机制的黑白图像多方秘密共享方法
GB201918729D0 (en) * 2019-12-18 2020-01-29 Jaj Tech Pte Ltd Computer-implemented system and method
CN111192200A (zh) * 2020-01-02 2020-05-22 南京邮电大学 基于融合注意力机制残差网络的图像超分辨率重建方法
CN112330551A (zh) * 2020-10-20 2021-02-05 上海海洋大学 一种基于秘密共享的遥感图像外包降噪方法
CN112235481A (zh) * 2020-11-11 2021-01-15 成都信息工程大学 一种新型高安全性的图像秘密共享方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CP-PSIS: CRT and polynomial-based progressive secret image sharing;Lizhi Xiong 等;《Signal Processing》;第185卷;1-15 *
Fingerprint-related chaotic image encryption scheme based on blockchain framework;Ruiiping Li 等;《Multimedia Tools and Applications》;第80卷;30583-30603 *
Transform Domain-Based Invertible and Lossless Secret Image Sharing With Authentication;Lizhi Xiong 等;《IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION FORENSICS AND SECURITY》;第16卷;2912-2925 *
图像秘密共享技术在信息保护中的应用研究;张亚泽;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》(第1期);I138-56 *
基于混沌压缩感知的多图像信息隐藏与加密算法;王紫琪;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》(第5期);38-181 *

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