灰度可视秘密共享方案分析与设计

针对现有灰度可视秘密共享（GVSS,gray visual secret sharing）将原始图像转化为黑白二值图像进行处理时产生像素信息损失的问题,提出了一种基于灰度叠加的GVSS,对于每一个灰度级像素,分别设计相应的加密矩阵,生成灰度共享份图像,在此基础上设计了(2,2)、(2,n)、(n,n)方案。与现有方案相比,所提方案有效降低了像素扩展度并实现了灰度密图的无损恢复。     

高效免置乱的图像秘密共享方案

针对图像秘密共享前需要像素置乱的问题,基于(t, n)门限多重秘密共享思想,提出一种免置乱的图像秘密共享方案,以第n+1人的秘密份额作为因子参与秘密分割与重构,加大相邻像素之间的差距。该方案无需进行额外的密钥传输,运算简单高效、易于扩展,生成的影子图像也仅为原图像的1/t,有效压缩了尺寸。实验结果证明了该方案的可行性。     

一种高效的(t,n)门限可视密码方案

首先提出了一种多秘密共享方案,该方案共享t个多重秘密,需要计算t个联立方程。然后基于多秘密共享的思想,提出了一种新的(t,n)门限可视密码方案。该方案把一幅秘密图像分割成t幅子秘密图像,每幅子秘密图像是原始图像的1/t;然后再由t幅子秘密图像计算出n幅共享图像,秘密送给n个参与者,其中每个共享图像与子秘密图像同样大小。使得任意t个或更多的参与者合作能够恢复原始秘密图像,而任意少于t个参与者却得不到有关原始图像的任何信息。另外,恢复的图像和秘密图像完全一样,没有任何失真。新方案安全、有效,是一种完备的(t,n)门限方案,适用于把黑白、灰度、彩色图像作为秘密进行共享。     

可逆的主动式秘密图像共享方案

主动秘密共享方案就是在不改变所隐藏的秘密的情况下,通过周期性的更新参与者手中的秘密份额而实现对秘密信息的保护.但是,现存的主动秘密共享方案都是应用于一般性的文本秘密中.提出一种应用在图像领域的主动秘密共享方案,实现了在不改变秘密图像的情况下,定期更新参与者手中的秘密份额图像的目标.同时,该方案也是基于(k,n)门限的可逆的秘密图像共享方案.任何k个参与者都可以通过合作无损的重构出秘密图像和伪装图像,但少于k个参与者不能得到关于秘密图像的任何信息.通过实验证明,本方案成功实现了上述的特性.     

一种基于GF(23)的(K,N)有意义无扩张图像分存方案

传统有意义图像分存存在像素扩张,通常只对分存信息以较短的认证信息进行甄别,从而导致重构的秘密像素真实性无法准确鉴别。针对此问题,提出一种基于GF(2³)的(K,N)有意义无扩张图像分存方案。在该方案中,首先生成加密映射表并利用秘密像素的位置信息对秘密像素进行加密;然后将秘密像素的认证信息和加密像素在GF(2³)有限域下进行(K,N)分存,嵌入到掩体图像对应的像素中;最后将映射表的生成密钥进行(K,N)分存,计算每个子密钥的MD5值并公布到第3方公信方以防止掩体图像持有者作弊。实验结果表明,所提方案能准确地识别出秘密图像攻击区域,不存在任何像素扩张,掩体图像与秘密图像等大且嵌入分存信息的掩体图像具有较好的视觉质量。     

一般存取结构上抗内存泄露的多级秘密共享

在多级秘密共享方案中,每级存取结构里的授权集中参与者可联合重构对应的秘密.但在实际中,腐化了非授权集的攻击者可通过内存攻击获取部分或全部其余参与者的份额信息,从而非法得到部分甚至是全部的秘密信息.面对这样的内存泄漏,现有的多级秘密共享方案都不再安全.基于此,首先给出了抗内存泄漏的多级秘密共享对选择秘密攻击不可区分的形式化的计算安全模型.然后,利用物理不可克隆函数及模糊提取器的联合作用,基于极小线性码构造了一个适用于一般存取结构的抗内存泄露的可验证多级秘密共享方案.同时,在内存攻击者存在的情况下,证明方案在随机预言模型下是计算安全的.最后,将所提出方案与现有方案在性能和计算复杂度两方面进行了比较分析.     

双云辅助的超阈值多方隐私集合交集计算协议

超阈值多方隐私集合求交协议(OT-MP-PSI)是PSI协议的变体,允许m个参与方共同计算至少t (t≤m)个参与方中拥有相同元素的超阈值交集,且保证仅拥有超阈值元素的参与方才能知晓该元素是否属于超阈值交集,对于其他信息一无所知. OT-MP-PSI推广了PSI的实际应用场景.现有方案均基于昂贵的公钥密码来构建,其较大的计算量导致运行时间缓慢.首先设计一个基于对称密码的不经意可编程伪随机秘密共享(OPPR-SS)密码组件,并基于OPPR-SS组件设计双云辅助的OT-MP-PSI协议,将秘密分发和重构的任务分别交给不可信云服务器来辅助完成,实现弱计算能力的参与方也能完成OT-MP-PSI协议.在半诚实模型下证明协议安全性.相比现有的OT-MP-PSI协议,所提协议在秘密分发和重构阶段均具有最优运行时间和通信负载,参与方、共享方和重构方的通信复杂度不再与阈值t有关,实现参与方常数轮的通信,通信复杂度仅为O(n),秘密分发方和重构方的计算复杂度仅与对称密码次数有关.     

一种新的彩色可视秘密共享方案

提出了一种基于线性方程组求解的彩色可视秘密共享方案。该方案把一幅图像秘密地分成n幅共享图像,使得任意k个或更多的共享能够恢复秘密图像,而任意少于k个共享却得不到有关原始图像的任意信息。另外,每个共享图像与原始图像有着同样大小,而且恢复图像和秘密图像完全一样,没有任何失真。所以它是一种理想、完备的（k,n）门限方案,适用于把黑白、灰度、彩色图像作为秘密进行共享。     

基于翻转操作的(2, n)异或图像分存方案

通过翻转操作来构造图像分存方案的新方法。所构造的分存方案将秘密图像以一种无需任何密码学知识的安全方式进行编码,且无需额外地隐藏处理过程就能生成有意义的分存图像。该分存方案没有像素膨胀,且不需要设计码本。秘密黑色像素的重构是完美的,所有的秘密黑色像素都能够被精准地恢复。首先利用翻转操作构造一个有意义的(2,2)方案,继而扩展出一个有意义的(2,n)方案。理论证明和实验结果表明了提出的分存方案正确和有效。     

一个安全高效的门限多重秘密共享方案

秘密共享在信息安全和数据保密中起着重要的作用。本文基于Shamir的门限方案提出一个新的（t,n）多重秘密共享方案,P个秘密被n个参与者所共享,至少t个参与者联合可以一次性重构这P个秘密,而且参与者秘密份额长度与每个秘密长度相同。与现有方案比较,该方案具有秘密重构计算复杂度低,所需公共信息量小的优点。方案的安全性是基于Shamir的门限方案的安全性。分析表明本文的方案是一个安全、有效的方案。     

基于猫映射和布尔运算的图像分存共享方法

为了提高图像可视分存共享的安全性,提出了一种基于改进 Arnold 变换和布尔运算的图像信息安全保护算法。该方法利用改进的非拟仿射 Arnold 变换对像素位置置乱,并利用该变换将其分解为两幅图像,将分解所得图像分别采用基于布尔运算的 r 轮(2,n)秘密共享方案实现可视分存。最后,对可视分存图像进行重构,并采用逆非拟仿射 Arnold 变换实现图像合成和置乱反变换恢复原图像,对其存在随机噪声采用改进中值滤波去噪。理论分析和实验结果均表明,所建议的组合式图像信息安全保护方法是有效的。     

基于异或的(k,n)多秘密视觉密码

在多个参与者之间分享多幅秘密图像时,为了解决像素扩展度和相对差随着秘密图像和参与者数量的增加而分别急剧扩大和减小的问题,本文从代数结构入手,结合异或运算和柱面共享份旋转操作,给出了一种多秘密视觉密码方案的定义,能够支持(k,n)门限结构下多个秘密的分享.以基于异或的单秘密视觉密码方案的基矩阵为加密单元,设计了多秘密分享与恢复流程,给出了一种实现方案.仿真实验结果表明:本方案不仅在多个共享份之间能够分享多幅秘密图像,而且减小了像素扩展度,提高了相对差.     

基于区域卷积神经网络的图像秘密共享方案

数字图像在如今网络高速发展时代已成为重要的信息载体,而对图像信息的安全保护也成为安全领域的重要研究课题.图像秘密共享方案是一种基于门限的密码学方案,能够为多个用户提供一种保护图像秘密信息的方案.该方案将秘密图像加密成若干个影子图像,分配给不同的用户.当用户的个数达到门限值后,原始图像可以被重构,否则用户无法获得原始图像...     

基于图像秘密共享的密文域可逆信息隐藏算法

针对当前密文域可逆信息隐藏算法嵌入秘密信息后的携密密文图像的容错性与抗灾性不强,一旦遭受攻击或损坏就无法重构原始图像与提取秘密信息的问题,提出了一种基于图像秘密共享的密文域可逆信息隐藏算法,并分析了该算法在云环境下的应用场景。首先,将加密图像分割成大小相同的n份不同携密密文图像。然后,在分割的过程中将拉格朗日插值多项式中的随机量作为冗余信息,并建立秘密信息与多项式各项系数间的映射关系。最后,通过修改加密过程的内置参数,实现秘密信息的可逆嵌入。当收集k份携密密文图像时,可无损地恢复原始图像与提取秘密信息。实验结果表明,所提算法具有计算复杂度低、嵌入容量大和完全可逆等特点。在（3,4）门限方案中,所提算法的最大嵌入率可达4 bpp;在（4,4）门限方案中,其最大嵌入率可达6 bpp。所提算法充分发挥了秘密共享方案的容灾特性,在不降低秘密共享安全性的基础上,增强了携密密文图像的容错性与抗灾性,提高了算法的嵌入容量与云环境应用场景下的容灾能力,保证了载体图像与秘密信息的安全。     

基于CRT的无损高效门限彩色图像秘密共享信息隐藏算法

目前对秘密图像共享的研究主要集中在灰度图像上,而日常生活中使用的图像大多是彩色的,因此,研究彩色图像的秘密共享具有重要的意义和应用价值.该方案将基于中国剩余定理(CRT)的秘密共享与DCT信息隐藏技术进行结合,保障了传输彩色秘密图像的安全性.在生成端,利用DCT信息隐藏算法将彩色秘密图像通过CRT生成的彩色秘密影子图像...     

高效的强(n,t,n)可验证秘密共享方案

2010年,Ham和Lin提出了强t一致的概念,并设计了一个强(n,t,n)可验证的秘密共享方案,但该方案的效率较低.提出一个基于范德蒙行列式性质的高效的强(n,t,n)可验证的秘密共享方案,该方案可以抵抗并检验出Harn方案中出现的欺诈行为.同时,新方案无须选取Ham方案中的kn个子多项式,在保证秘密份额满足强t一致定义的前提下具有较低的计算复杂度.     

以分形图形为载体的信息隐藏算法

针对现有信息隐藏提取得不到原始载体图像使提取困难、隐藏容量高又易被隐密分析攻破的问题,提出以分形图形为载体的信息隐藏方法。首先,利用数学仿射变换及分形迭代函数系统生成黑白的分形图形（BWFG）;然后,根据坐标变换的思想,将分形图形转化为黑白像素图像（BWPI）;最后,将像素图像分成不重叠的小块,通过调整小块内黑白像素的位置来隐藏秘密信息,形成含密图像。知道仿射变换参数及迭代次数的秘密信息接收方,首先生成原始载体分形图像,然后通过对比两幅图像相应小块黑白像素差异,即可提取隐藏的秘密信息。理论分析和仿真实验表明,与频率域信息隐藏算法相比,提出的算法隐蔽性强、隐藏容量高,能抵抗基于图像特征和变换域系数变化的隐密分析。     

基于ElGamal密码体制的可验证秘密共享方案

基于ElGamal密码体制,提出了一个新的可验证秘密共享方案.方案中,秘密份额由各个参与者自己选择,秘密分发者不知道各个参与者所持有的份额,而且秘密份额长度与共享秘密长度相同.重构秘密时,任一参与者只需计算一次即可确认参与者中是否存在欺诈者,欺诈成功的概率可忽略不计.若存在欺诈者,则可通过秘密分发者来确定欺诈者身份.该方案具有充分的秘密信息利用率和较少的验证计算量.当共享秘密更换时,参与者不必更换自己的秘密份额.并且,每个参与者只需维护一个秘密份额,就可以实现对多个秘密的共享.方案的安全性是基于ElGamal密码体制和Shamir门限方案的安全性.     

基于细胞自动机的动态多秘密共享方案

针对现有基于细胞自动机多秘密共享方案存在安全性较低和可扩展性较差的问题,提出了一种可验证的动态门限多秘密共享方案.方案中参与者的子秘密可以在多次秘密共享过程中重复使用,减少了秘密分发者的计算负担;在不改变现有参与者子秘密的前提下,可动态加入新参与者和新共享秘密;在秘密分发和重构过程中,能够实现参与者对秘密分发者以及秘密重构者对参与者的验证,及时检测和识别分发者对参与者以及参与者对重构者的欺骗,提高了重构秘密的成功率以及方案的安全性.     

基于恢复函数和误差扩散的灰度图像分存方案

基于((n,n)-阈值的灰度图像分存方案利用恢复函数和误差扩散技术将一张秘密灰度图像分存到n张有意义的灰度分存图像中。所提方案选择n张有意义的灰度图像作为分存图像,以增强秘密图像的隐蔽性,达到保护图像信息安全的目的;采用误差扩散技术,可以产生具有良好视觉质量的分存图像。所生成的分存图像没有像素膨胀,其大小与秘密图像相等。此外,方案的重构过程简单快速,而且是无损的。实验结果和理论分析表明,所提方案能为秘密图像分存提供一个高安全和有效的机制。