秘密圖像分割保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種秘密圖像分割保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 便攜式照相設(shè)備的普及給我們的生活帶來(lái)了極大的便利，特別是當(dāng)這些照相設(shè)備 與通信設(shè)備的結(jié)合，比如智能手機(jī)，使我們可以隨時(shí)隨地拍照記錄重要場(chǎng)景并分享到社交 網(wǎng)絡(luò)。但是一些圖像的分享可能會(huì)給我們的生活帶來(lái)很大的麻煩，比如醫(yī)療圖像，工程設(shè)計(jì) 圖紙，甚至是軍事衛(wèi)星圖像，它們有的涉及個(gè)人隱私、商業(yè)機(jī)密、甚至是國(guó)家安全，一旦泄露 后果不堪設(shè)想。目前的圖像加密方法可以解決這一問(wèn)題，但它們大都操作復(fù)雜，而且用戶(hù)需 要記住下對(duì)應(yīng)的解密密鑰。隨著用戶(hù)保密文件增多，用戶(hù)需要記住的密鑰也就隨之增加，換 句話(huà)說(shuō)，為了保證秘密文件的安全，用戶(hù)還需要一個(gè)好的密鑰管理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種不需要加密的圖片保護(hù)方法。當(dāng)一張圖片因?yàn)楹忻孛苄枰?護(hù)，為了避免存放在某一個(gè)地方造成泄漏(遺失或被竊），圖片擁有者可以將原圖片徹底銷(xiāo) 毀，銷(xiāo)毀之前將其分成3份影子圖片，單獨(dú)從每份影子圖片中都無(wú)法看到原圖片內(nèi)容，需要 恢復(fù)原圖片時(shí)，只需要其中的任意兩份影子圖片就可以無(wú)失真地恢復(fù)出原圖片。本發(fā)明可 以很好的保護(hù)個(gè)人的圖片隱私或其它方面的圖像秘密，即使不慎丟失秘密圖像的影子圖 片，也不會(huì)丟失任何信息，起到很好的保密作用。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案包括矩陣分解部分、影子圖像生成部分以及秘密圖像合成部 分。
[0005] -.矩陣分解部分：
[0006] 從數(shù)字圖片上來(lái)說(shuō)，圖片的本質(zhì)就是一個(gè)矩陣。
[0007] 第一步:首先選擇一張秘密圖像S，定義這個(gè)秘密圖像S的灰度級(jí)圖像矩陣為SmXn， 把它的灰度值Shk分成兩個(gè)等量的灰度值ahk和bhk，即Shk = ahk | | bhk;其中：Shk占8bits，ahk和 bhk分別都占 4bits;ahkbhkE [0，15];l<h<m，l<k < n，m和η 是自然數(shù)。
[0008] 第二步：構(gòu)建Α和Β兩個(gè)矩陣，它們的維度和SmXn的維度相同，ahk和bhk分別是矩陣A 和矩陣B的元素。
[0009] 二.影子圖像生成部分：
[0010] 第一步：為了實(shí)現(xiàn)秘密圖像的無(wú)失真恢復(fù)，根據(jù)圖像像素值的特點(diǎn)（像素值在0-255之間），隨機(jī)生成一個(gè)素?cái)?shù)p，而p的最大值不能超過(guò)255。此外根據(jù)在伽羅華域中的拉格 朗日插值算法，系數(shù)a hk、bhk和使用者選擇的參數(shù)Xl不能比所選擇的隨機(jī)素?cái)?shù)p大。對(duì)于秘密 圖像S的像素值，構(gòu)造一個(gè)公共的函數(shù)fhk(x)=ahk+bhkx modp;其中：16 < p < 255，p 2 ahk，p > bhk 〇
[0011] 第二步：從函數(shù)fhk(X)中獲取三個(gè)不同像素值影子圖像Si、S#PS3，Si = {fhk()}， S2= {fhk(x2)} ,S3= {fhk(x3)} ；Xl,X2,X3^GF(p) 〇
[0012] 第三步:把原來(lái)的秘密圖像銷(xiāo)毀掉，并且把從秘密圖像分離出來(lái)的三個(gè)影子圖像 分別保存在電腦上、手機(jī)上或者云端。
[0013] 三.秘密圖像合成部分：
[0014] 使用者要想恢復(fù)出原始的秘密圖像，必須要在之前分解出的三個(gè)影子圖像中隨機(jī) 選兩個(gè)出來(lái)。
[0015] 第一步:從保存的影子圖像中任意選出兩張影子圖像51和&;1，」6{1，2,3}。
[0016] 第二步:構(gòu)建恢復(fù)函數(shù)：
[0019] 第三步：：用a'吐和!/ hk進(jìn)行合成操作，得到s' hFY hk | 11/ hk，在S '中保存每個(gè)像素 f hk，最后這個(gè)新的秘密圖像S '就被生成出來(lái)。
[0017]
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面通過(guò)一個(gè)具體的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明以及獲得的效果。
[0021] 一 ·矩陣分解：
[0022] 對(duì)于一個(gè)4X4的秘密圖像矩陣S，我們把它用二進(jìn)制的形式表示出來(lái)：
[0023]
[0024] 接下來(lái)把灰度值Shk分成兩個(gè)相等的灰度值ahk和bhk，即Shk = ahk| |bhk，最后我們成 功的把矩陣A和矩陣B從秘密圖像矩陣S中分離出來(lái)：
[0025]
[0026]
[0027]二·影子圖像生成：
[0028]構(gòu)造公共函數(shù)：
[0029] fn(x) = 13modl7 ；
[0030] fi2(x) = 10+x modl7;
[0031] fi3(x) = 15+5x modl7;
[0032] .
[0033] .
[0034] .
[0035] fhk(x) =ahk+bhkx modl7 ；
[0036] ·
[0037] .
[0038] .
[0039] f44(x) = 2+4x modl7;
[0040] 1 < h < 4; 1 < k < 4;ahkeA;bhkEB〇
[0041] 接下來(lái)計(jì)算并生成影子圖像：
[0042]
[0043]
[0044]
[0045] 三.秘密圖像合成：
[0046] 選擇兩個(gè)影子圖像&和&，并且對(duì)它們進(jìn)行合成操作：
[0047]
[0048]
[0049] a/n = 16X13+2X13modl7 = 13modl7；
[0050] a712 = 16 X 12+2 X 1 lmodl7 = 10modl7 ；
[0051] ·
[0052] .
[0053] .
[0054] a7 hk= 16 X fhk(2)+2 X fhk( 1 )modl7 ；
[0055] .
[0056] ·
[0057] .
[0058] a7 44= 16 X 10+2 X 6modl7 = 2modl7 ；
[0059] b7 n = 16 X 13+13modl7 = 0modl7 ；
[0060] b712 = 16 X ll+12modl7 = lmodl7 ；
[0061] ·
[0062] .
[0063] .
[0064] b7 hk= 16 X fhk( 1 )+fhk(2)modl7 ；
[0065] .
[0066] ·
[0067] .
[0068] b7 44= 16 X 6+10modl7 = 4modl7 ；
[0069] fhk(l)eSi；fhk(2)eS2；BP：
[0070]
[0071]
[0072] 最后，秘密圖像被生成：
[0073]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種秘密圖像分割保護(hù)方法，所述方法包括圖像矩陣分解步驟和影子圖像生成步 驟;所述圖像矩陣分解步驟包括： (1) 定義秘密圖像S的灰度級(jí)圖像矩陣為SmXn，灰度值為Shk，并把Shk分成兩個(gè)等量的灰 度值ahk和bhk，即shk = ahk | | bhk;其中：shk占8bits，ahk和bhk分別都占4bits ;ahkbhkG [〇 · 15]; 1 <h<m，l <k<n，m和η是自然數(shù)； (2) 構(gòu)建Α和Β兩個(gè)矩陣，它們的維度和SmXn的維度相同，ahk和bhk分別是矩陣Α和矩陣Β的 元素； 所述影子圖像生成步驟包括： (1) 根據(jù)圖像像素值的特點(diǎn)隨機(jī)生成一個(gè)素?cái)?shù)P，構(gòu)造一個(gè)公共的函數(shù)fhk(x)=ahk+b hkx mod p;其中：16<p< 255，p>ahk，p>bhk; (2) 從函數(shù)fhk(x)中獲取三個(gè)不同像素值影子圖像S1、SdPS3，S1={fhk(x 1)}，S2={fhk (X2)} ,S3= {fhk(x3)} ；Xl,X2,X3^GF(p); (3) 銷(xiāo)毀原來(lái)的秘密圖像，并且把從秘密圖像分離出來(lái)的三張影子圖像S^SdPSs分別 保存在不同的存儲(chǔ)端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括圖像合成步驟，所述圖像合成步驟包 括： (1) 從保存的影子圖像中任意選出兩張影子圖像31和&;1，_]_6{1，2,3}; (2) 構(gòu)建恢復(fù)函數(shù)： V· X ) + ―^./；.,： (-V；) mod P ； Xj - Xi Xj -xf 1 i b[丨、=-~-.//,? (-v；) +-(A·,.) mod /); w Xj-Xi ' (3) 用a' hdPb' hk進(jìn)行合成操作，得到Y(jié) hk = a' hk I I V hk;在S'中保存每個(gè)像素S' hk，生成 新的秘密圖像S'。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種秘密圖像分割保護(hù)方法。當(dāng)一張圖片因?yàn)楹忻孛苄枰Ｗo(hù)，為了避免存放在某一個(gè)地方造成泄漏(遺失或被竊)，圖片擁有者可以將原圖片徹底銷(xiāo)毀，銷(xiāo)毀之前將其分成3份影子圖片，單獨(dú)從每份影子圖片中都無(wú)法看到原圖片內(nèi)容，需要恢復(fù)原圖片時(shí)，只需要其中的任意兩份影子圖片就可以無(wú)失真地恢復(fù)出原圖片。本發(fā)明可以很好的保護(hù)個(gè)人的圖片隱私或其它方面的圖像秘密，即使不慎丟失秘密圖像的影子圖片，也不會(huì)丟失任何信息，起到很好的保密作用。
【IPC分類(lèi)】G06F21/60, G06F21/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105468985
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510864202
【發(fā)明人】劉憶寧, 趙曦, 鐘婍
【申請(qǐng)人】桂林電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日