利用图像进行秘密信息隐藏的方法

• 摘要：

  本发明公开了一种利用图像进行秘密信息隐藏的方法,主要解决现有技术无法同时兼顾鲁棒性和安全性的问题.其实现步骤是:1)发送方利用共享密钥从载体图像库中选取载体图像进行块分割,并对每一块选择伪随机数产生器,获取候选隐藏载体的概率分布;2)发送方创建载体图像的特征矩阵;3)发送方获取最终的特征矩阵集合和密钥空间大小;4)发送方利用最终的特征矩阵集合和密钥空间大小将秘密信息隐藏到载体中;5)发送方将获取的嵌入秘密信息后的载体集合发送给接收方;6)接收方获取秘密信息.本发明在兼顾隐藏系统鲁棒性的同时提高了隐藏系统的安全性,可用于在图像内容发生改变时,实时改变秘密信息在图像中的隐藏位置.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201510965256.0

• 申请日期：

  2015.12.21

• 公开/公告号：

  CN105389517A

• 公开/公告日：

  2016-03-09

• 发明人：

  杨世勇 孙森

• 申请人：

  西安电子科技大学

• 主分类号：

  G06F21/60(2013.01)I,G,G06,G06F,G06F21

• 分类号：

  G06F21/60(2013.01)I,G,G06,G06F,G06F21,G06F21/60

• 主权项：

  一种利用图像进行秘密信息隐藏的方法,包括:(1)发送方利用共享密钥k从载体图像库中选取载体图像进行块分割,并对每一块选择伪随机数产生器,将密钥k作为初始种子,获取候选隐藏载体C_S的概率分布P_C＝{p₁,p₂...,p_i,...,p_n},p_i是概率分布P_C中的第i个元素,i＝1,...,n,n是候选隐藏载体集合C_S的空间大小;(2)发送方创建载体图像的特征矩阵:(2a)发送方初始化特征矩阵集合A＝{A₁,A₂...,A_j,...,A_m}和密钥空间大小|K|,将特征矩阵集合A中的每个矩阵都置为空,同时将密钥空间大小|K|置为零,执行(2b),其中A_j表示特征矩阵集合A中的第j个矩阵,j＝1,...,m;(2b)发送方判断概率分布P_C的元素是否全为零:若全为零则不改变特征矩阵集合A和密钥空间大小|K|,执行结束,得到最终的特征矩阵集合A′,该A′的空间数值大小等于秘密信息的空间数值大小m,A′中行的数值大小等于密钥空间数值大小|K|′,A′中列的数值大小等于候选隐藏载体集合C_S的空间数值大小n;否则,执行(2c);(2c)发送方对概率分布P_C中的元素按照从大到小的顺序进行排列,即,执行(2d),其中表示排序后P_C中的第i个元素,σ_i表示的下标,i＝1,...,n;(2d)发送方修改排序后概率分布P_C的前m个元素,使其余元素不发生改变,执行(2e),其中是修改后的概率分布P_C中的元素,m的数值大小与秘密信息的空间大小相同,并且1≤m＜n,δ是概率分布P_C中元素的修改变量;(2e)返回(2b)重新判断修改后的概率分布P_C,同时修改特征矩阵集合A中每个特征矩阵A_j,令A_j＝A_j+δe_t,并将密钥空间增大为|K|＝|K|+m,其中e表示单位行向量,t表示e中值为1的元素的坐标,t＝((z+j)mod m)+1,z,j＝1,...,m;(3)发送方获取最终的特征矩阵集合A′＝{A′₁,A′₂,...,A′_j,...,A′_m}和密钥空间大小|K|′,其中A′_j表示最终的特征矩阵集合中A′的第j特征矩阵,|K|′表示最终的密钥空间大小;(4)发送方利用最终的特征矩阵集合A′和密钥空间大小|K|′将秘密信息隐藏到载体中:(4a)发送方利用秘密信息X＝(x₁,x₂,...x_j,...,x_m)从特征矩阵集合A′中选取与秘密信息x_j对应的矩阵A′_j,其中x_j表示秘密信息X中的第j个元素,j＝1,...,m;(4b)发送方利用A′_j和密钥k选取A′_j(k,i)≠0的元素所在列对应的载体作为隐藏秘密信息x_j的载体,其中A′_j(k,i)表示矩阵A′_j中第k行第i列的元素,i＝1,...,n,j＝1,...,m,载体是候选隐藏载体集合C_S中的一个元素,(4c)发送方计算选定载体的方差定义秘密信息的嵌入深度α_j,j＝1,...,m;(4d)发送方利用嵌入深度α_j,把秘密信息嵌入到相应的载体数据中,主要采用加性数据修改方式嵌入秘密信息,其中s_j表示隐藏秘密信息x_j后的载体;(5)发送方将获取的嵌入秘密信息后的载体集合S＝{s₁,s₂,...,s_j,...,s_m}发送给接收方;(6)接收方获取秘密信息:(6a)接收方采用滤波方式估计出嵌入秘密信息后的载体集合S中的秘密信息X′;(6b)接收方根据估计出的秘密信息X′利用最终的特征矩阵集合A′,获取估计秘密信息X′与隐藏载体之间的对应关系;(6c)接收方根据获取的估计秘密信息X′与隐藏载体之间的对应关系,对估计秘密信息X′进行反排列获取真正的秘密信息X.