[发明专利]具有最小像素膨胀和最优对照度的图像可视分存方法

说明书

技术领域

本发明涉及密钥共享及图像防伪领域，尤其涉及一种具有最小像素膨胀和最优对照度的图像可视分存方法。 

背景技术

密码系统的安全性依赖于其解密密钥的安全保管，因此密钥管理是密码学的核心问题之一，完善的密钥管理机制是系统安全性的重要因素。基于密钥共享理论的密钥分存管理机制实现了密钥的分别存放，而部分拥有者掌握的密钥丢失不影响密钥的恢复和系统的安全性。从而提高了密钥管理系统的安全性与实用性。但传统的密钥共享方案恢复密钥的过程纷繁复杂，耗时长，导致实用性低。 

1994年，Naor和Shamir于欧洲密码学年会上首先提出了可视分存方案(Visual Secret Sharing Scheme，VSSS)，它是密钥共享理论与技术的延伸，可以解决上述问题。该技术是把明文对应于图像的像素值分存隐藏于其它图像中，而在解密的过程是利用人类视觉对比的能力，从几张重叠的投影片中判断并辨识出正确的明文，它提供了一种全新的密钥管理方法，达到了Shannon提出的完全保密的要求。 

在可视分存方案中，像素膨胀和对照度是衡量可视分存方案好坏的最重要的参数。像素膨胀越小，分享者需要携带的分存空间就越小；对照度越高，分享者恢复出来的图像就越清晰可见。2004年，DuongQuang Viet和Kaoru Kurosawa首次在可视分存方案中引入反色技术，使得可视分存方案的对照度得到优化。实际生活中，利用复制设备就可以实现反色复制功能。近几年来反色技术得到发展，但对照度得到优化的同时，带来的弊端是像素膨胀过大。 

日常生活中的反色复制设备可以提供反色复制的功能，就是可以将白色复制成黑色，黑色复制成白色。利用逻辑运算式 利用反色复制设备可以实现两张图片的对位逻辑异或运算，运算式中S₁、S₂表示两张图片，OR表示逻辑或运算，即叠加操作， 表示对图像S进行反色复制操作。

利用现有技术的可视分存方案具有对照度弱、像素膨胀大的缺点。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种具有最小像素膨胀和最优对照度的图像可视分存方法，包括以下步骤： 

S1，利用基本矩阵构造基本矩阵集合：选取一个黑白图像的(k，n)全黑的可视分存方案的矩阵作为n×m基本矩阵B₀、B₁，设符号C₀、C₁为基本矩阵B₀、B₁对应的基本矩阵集合；符号C⁽¹⁾，…，C^(g)表示g个基本矩阵集合，构造基本矩阵集合C^(q)的方式如下： 其中S₀∈C₀，S₁∈C₁，q＝1，…，g，基本矩阵为n×(m×(g-1))，记m′＝m×(g-1)；k表示解密灰度图像S所需要的最少分享者人数，n表示分享者的总人数； 

S2，利用所述基本矩阵集合C⁽¹⁾，…，C^(g)对灰度图像S进行加密； 

S3，利用反色复制的方法对灰度图像S进行解密，得到图片P。 

其中，所述步骤S2具体包括以下步骤：以如下方式逐点加密灰度图像S中的像素点， 

S21，设像素点为q级灰度像素点，任取矩阵B∈C^(q)，将矩阵B的第i行记为(b_i，1b_i，2…b_i，m′)，i＝1，…，n；对(b_i，1b_i，2…b_i，m′)进行m次采样，得到的采样结果共m个，分别记为(b_i，1b_i，m+1…b_i，m(g-2)+1)，...，(b_i，mb_i，m+m…b_i，m(g-2)+m)；将采样结果(b_i，jb_i，m+j…b_i，m(g-2)+j)，j＝1，…，m作为第j轮加密该像素点得到的秘密子像素块；逐点加密完整个灰度图像S后，将这些子像素块组合得到分存图片t_i，j，i＝1，…，n，j＝1，…，m；