[发明专利]基于“竹节虫”参考矩阵可认证的视觉机密共享方法

说明书

本发明公开了一种基于“竹节虫”参考矩阵可认证的视觉机密共享方法。首先，先产生“竹节虫”参考矩阵，参考矩阵可以由机密信息的嵌入容量来做调整；其次，将原始图像根据生成的参考矩阵和要藏入的机密信息分成两张独立且有意义的伪装图发给两位参与者保管；最后，要提取机密信息时，可对两张伪装图片做一个图片认证，只有认证通过才能提取机密信息。本发明将视觉密码和信息隐藏相结合，实现了加密域的高容量信息隐藏。相比于其他现有方法，本发明不仅继承了视觉密码计算复杂度低，安全性高的优点，而且在实现可逆恢复原始图像的基础上，机密信息的嵌入容量方面优于其他现有方法，并且生成的两张伪装图有更好的品质。

技术领域

本发明属于视觉机密共享领域，具体涉及一种基于“竹节虫”参考矩阵可认证的视觉机密共享方法。

背景技术

随着“大数据”时代的飞速发展，数据已经在人们的生活中变得越来越重要了。一些敏感的数据信息在传送时应该要受到保护，所以诞生了密码学。传统的密码学是一种保护信息的方法，在这种方法种，数据在传送前必须用一个秘钥进行加密以实现安全通信。然而，这类传统方法有一个缺点就是在加密和解密的时候计算量大，复杂度高。与传统的密码学相比，视觉密码学对信息能起到更好的保护作用。

视觉机密共享(Visual Secret Sharing)，也被称为视觉密码学，能让一张机密图像被分成几份不同的伪装图像，分别由一组参与者持有，每个人都不知道其中的机密，因为一个参与者所保留的那份图像并不能提取出任何有关机密的内容。想要提取机密信息时必须要参与者们一起合作，将正确的伪装图像组合在一起才能正确的提取出藏入的机密信息。传统的数据隐藏方法是将数据全部藏入一张图内，因此此类方法具有更高的安全性以及较低的计算复杂度，当今已经广泛引用于保密通信中。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的参考矩阵生成算法，命名为“竹节虫”参考矩阵。首先先由此算法产生“竹节虫”参考矩阵，参考矩阵可以由机密信息的嵌入容量来做调整；其次，将原始图像根据生成的参考矩阵和要藏入的机密信息分成两张独立且有意义的伪装图发给两位参与者保管；最后，要提取机密信息时，可对两张伪装图片做一个图片认证，只有认证通过才能提取机密信息。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于“竹节虫”参考矩阵可认证的视觉机密共享方法，其步骤如下：

S1：生成256×256大小的“竹节虫”参考矩阵，参考矩阵中每个主对角线上的元素均需要以其自身为为中心元素，各自构建由若干个连续像素组成的“虫体”结构；

S2：针对待隐藏信息的原始灰度图像，统计图片中每种像素值中需要嵌入的十进制机密信息次数，再根据统计结果，将不同的需要嵌入的十进制机密信息分别赋值至对应的“虫体”结构的不同像素中，且十进制机密信息次数越大，被赋值的像素越靠近中心元素；参考矩阵中的每个“虫体”结构均完成赋值后，形成秘钥；

S3：将原始灰度图像的每个像素复制成为一个像素对，利用秘钥和当前要藏入的秘密信息，确定当前像素所对应的“虫体”结构中像元值和十进制秘密信息相同的位置；

S4：生成两张与原始灰度图像相同大小的伪装图，两张伪装图的像素值分别来自于S3中所确定的位置的坐标；两张伪装图用于发送至接收端；

S5：接收端收到两张伪装图后，先对其进行篡改认证；认证成功后，同时基于两张伪装图提取出机密信息。

基于上述技术方案，各步骤可以采用如下优选方式实现。各优选方式若无冲突均可进行相互组合，不构成限制。

作为优选，所述S1中，“竹节虫”参考矩阵的生成方法如下：

S11：设定参考矩阵，所述参考矩阵是一个256×256的矩阵，其横纵坐标都为0～255，其主对角线上的256个元素代表256种像素值；