[发明专利]一种基于信息隐藏的虚拟文件系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于信息隐藏的虚拟文件系统，属于计算机文件系统数据结构和信息隐藏技术领域。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，手机逐渐成为第一终端、互联网中心及个人信息中心，人们把自己的隐私包括沟通、社交、娱乐、生活、商务的信息交给了智能手机及其各种应用。但是相当一部分手机应用会在用户不知情的情况下抓取用户的短信记录，通讯录等隐私数据，从而造成用户隐私的泄露。

基于数字图像的隐写术作为信息隐藏的一个分支，可以将消息或者文件嵌入图片中。图像是智能手机中一种常用的文件类型，也是一种实用的隐写载体。LSB隐写算法是最常用的隐写术之一，基于图像的隐写术是将消息嵌入图像的像素中，其原理是将像素值二进制的最低位替换为消息位，每个像素值的嵌入容量为1比特。磁盘阵列(Redundant Arrays of independent Disks，RAID)，有“价格便宜具有冗余能力的磁盘阵列”之意。原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。RAID4是带奇偶校验码的独立磁盘结构，在某一块磁盘损坏后，可以利用其余盘中的数据计算奇偶校验码来恢复出损坏磁盘中的数据。

目前保护手机隐私数据的策略一般是将隐私信息加密存储，但是这种策略存在两个弊端。其一，加密后的数据(例如加密图像)本身就容易引起怀疑，从而泄露了数据的隐私性；其二，对加密不规范的操作(例如密钥选择过于简单)会大大降低密文被破译的难度，从而造成信息的泄露。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于信息隐藏的虚拟文件系统，该系统利用隐写术将手机中的隐私信息储存在图片中，从而阻止应用抓取用户隐私信息，达到保护用户隐私数据的目的，提高安全性。

本发明技术解决方案；一种基于信息隐藏的虚拟文件系统，包括：文件预处理模块、隐写模块、图片维护模块和图片搜索模块；其中：

文件预处理模块,主要功能是在创建文件过程中将手机用户的隐私信息封装为文件并对封装好的文件进行分割预处理操作，所述文件包括文件头和字节数组，具体过程为：首先从手机操作系统提供的接口获得用户隐私数据的字节流，作为文件的字节数组；然后创建文件对应的文件头，其中文件名称由用户设置，文件类型由隐私数据的类型确定，文件大小为隐私数据字节流的大小；如果文件大小大于设定的存储值，则需要进行文件分割即将文件分为若干块，每块大小等于设定的存储值，将分割后的文件嵌入多幅载体图片中；在完成上述操作后，将文件头和N个字节数组作为参数传递给隐写模块进行下一步的操作；文件预处理模块的另一功能是在提取文件过程中根据对应文件头信息将隐写模块提取出的子文件合并，并且根据文件属性将文件转换为用户的隐私信息；

隐写模块,主要功能是在创建文件过程中将文件的字节流写入载体图片中，并将文件头存入数据库，其具体过程为：首先从文件预处理模块获得文件头和N个字节数组，然后从图片维护模块得到N幅“empty”即未占用的“数据组”载体图片路径，和对应的“校验组”载体图片路径；在得到这些参数后，首先计算“数据组”对应的字节数组的奇偶校验码，并将N个字节数组嵌入N幅“数据组”载体图片，然后将奇偶校验码嵌入对应的“校验组”载体图片中；最后将文件头“载体图片索引”设置为N个“数据组”载体图片的路径，然后将文件头存入数据库中；以上过程完成后，文件创建过程完成；隐写模块的另一功能是在提取文件过程中根据文件对应的文件头信息从载体图片中提取出字节流，形成子文件，并将文件头和子文件作为参数传递给文件预处理模块；在撤销文件过程中，删除数据库中对应的文件头；

图片维护模块的主要功能是图片搜索模块的结果集组织成为RAID4图片组，并向隐写模块提供“empty”即未占用的“数据组”载体图片路径；在文件系统运行时定时刷新图片搜索模块的结果集以刷新文件系统的载体图片库；

图片搜索模块的主要功能有两个，其一是在文件系统初始化时在手机图片库中搜索满足设定条件的图片作为载体图片集合；其二是在系统运行过程中定时刷新手机图片库，以扩充文件系统的载体图片库。

所述文件头包括文件的基本信息：文件名、文件属性、文件大小和载体图片索引。

所述文件预处理模块中将手机用户的隐私信息封装为文件中，设定值为文件大小大于50KB，将文件分为若干块时，每块大小设定的值等于50KB。

所述隐写模块将N个字节数组嵌入N幅“数据组”载体图片时采用LSB隐写算法。

所述图片搜索模块中设定的搜索条件是大小大于500KB的图片。