基于LWE的密文域可逆信息隐藏

该文提出了一种基于LWE(Learning With Errors)算法的密文域可逆隐写方案,利用LWE公钥密码算法对数据加密,用户在密文中嵌入隐藏信息,对于嵌入信息后的密文,用户使用隐写密钥可以有效提取隐藏信息,使用解密密钥可以无差错恢复出加密前数据实现了提取过程与解密过程的可分离。通过推导方案在解密与提取信息过程中出错的概率,得到直接影响方案正确性的参数为所选噪声的标准差,实验获得并验证了标准差的合理取值区间;通过推导嵌入后密文的分布函数,分析密文统计特征的变化情况,论证了嵌入密文的隐藏信息的不可感知性。该方案是在密文域进行的可逆隐写,与原始载体无关,适用于文本、图片、音频等各类载体。实验仿真结果表明该方案不仅能够保证可逆隐写的可靠性与安全性,而且1 bit明文在密文域最大可负载1 bit隐藏信息。     

图像插值空间多比特可逆信息隐藏算法

针对大多可逆信息隐藏算法嵌入容量较小、通用 性差、运算量大等问题,文中在研究图像插值和可逆信息隐藏技 术基础上,设计了两种简单高效可逆信息隐藏算法,首先设计了一种类线性图像插值方法, 通过对插值数据分析测试,给出 理想插值图像的期望插值,以期望插值为目标,根据载体图像大小和秘密信息长度共同确定 出嵌入量控制阈值,再由混沌序 列动态生成每个插值像素中可嵌入秘密信息位数,实现秘密信息嵌入,然后通过差值调整因 子使最终插值最大限度接近期望 插值,保证载密图像有较高质量,整个过程无附加信息、无数据溢出、且能保证可逆性。当 采用恒定量嵌入时,嵌入率为 0.75T bit/pixel,T∈[ 1,4]最大嵌入 率可达到3bit/pixel;采用随机量嵌入时,可调节性更强,秘密信息更为分散,载密图像 质量更高。选取不同载体图像、在不同参数环境下对本文算法进行了大量实验,并与5个优 秀算法作了对比,算法有一定优越性。     

基于压缩感知的鲁棒可分离的密文域水印算法

为了满足密文域水印嵌入的需要,该文基于压缩感知技术,提出一种鲁棒可分离的密文域水印算法。首先,内容拥有者将图像进行不重叠分块,利用边缘检测手段划分重要块和非重要块。重要块用传统加密方式进行加密,非重要块用压缩感知技术进行加密,同时为水印嵌入留出一定空间,然后根据嵌入密钥,实现二值水印的密文嵌入。在接收端获取图像内容和水印的方式是可分离的,同时根据含水印的密文图像块的像素分布特性可重新判断块的属性,避免了传输块属性信息。此外,水印信息重复4次嵌入在密文图像的不同区域,保证了水印的鲁棒性。实验结果显示所提方案在抵抗适度攻击时具有鲁棒性和安全性。     

基于Paillier加密的大容量双图像可逆信息隐藏

双图像可逆信息隐藏由于其具有更好的安全性、嵌入率和图像视觉质量,成为信息安全领域重要的研究方向.Bhardwaj等人提出了密文域上的双图像可逆信息隐藏算法,进一步提升了安全性,但是该算法嵌入秘密信息的数量有限.本文提出了一种新的嵌入策略,先将图像的每个像素分解成3个单元,并使用Paillier算法对其加密.根据改进的最...     

基于块容量标签的密文图像可逆数据隐藏方法

密文图像的可逆数据隐藏技术既能保证载体内容不被泄露,又能传递附加信息。本文提出了一种基于块容量标签(block capacity label, BCL)的高容量密文图像可逆数据隐藏算法。该方案在图像加密之前进行预处理,首先将图像分为两个区域：参考像素区域和预测像素区域。然后将预测像素区域分为不重叠的块,根据所提出的算法确定分块的BCL,在对图像进行加密之后嵌入BCL,生成加密图像;在秘密数据嵌入阶段,根据BCL和数据隐藏密钥嵌入秘密数据。实验测试了BOWS-2数据集,平均嵌入容量为3.806 8 bpp,与现有方法相比,该方法可以获得更高的秘密数据嵌入容量,并可以实现原始图像的完美重建。     

高安全可分离全位平面密文域可逆数据隐藏

针对图像在网络传输中的隐私信息泄露问题,提出了高安全可分离全位平面密文域可逆数据隐藏方案.重点研究如何保障原始图像和待隐藏数据安全,提出了分块分类置乱算法及遍历矩阵加密算法以实现原始图像加密,采用Hilbert曲线加密实现待嵌入数据加密,采用基于全位平面置乱技术,并分析讨论位平面特点,将其分为连续块和非连续块,进而使用像素预测方法,以实现秘钥可分离的可逆数据隐藏.实验结果表明,与现有同类算法相比,该方案具有较强的综合性能,首先,安全性高,本文分别从秘钥空间、秘钥敏感性、相关性、NPCR、UACI和信息熵等指标分析其安全性;其次,具有可逆性,提取数据与原始数据的NCC为1,恢复后图像与原始图像的PSNR为无穷大,能够完全无损的恢复图像、提取数据;且含密图像质量高,平均PSNR高达64.64 dB,远远高于其他文献;再次,容量高,理论最高容量为6 bpp,实际平均容量也达到2.5 bpp;此外,本方案具有鲁棒性,能够有效抵抗椒盐噪声、剪切和高斯白噪声攻击,且实现了秘钥可分离.     

图像抛物线插值空间大容量可逆信息隐藏算法

针对可逆信息隐藏算法嵌入容量小、通用性差、运行效率低等问题,提出以插值图像为载体的大容量可逆信息隐藏方法,设计了一种类线性图像插值方法,通过实验数据分析给出了理想插值图像的期望插值,将载体图像两相邻像素值看作抛物线的根,构造一元二次方程,利用方程性质,建立以抛物线最值为参考点、以两根均值为期望插值的模型,根据差值区间确定出可嵌入位置和位数,再由区间调整因子和秘密信息共同确定出最终插值,设计了两种可逆隐藏方案,均无附加信息、无数据溢出,平均嵌入率接近4bit/pixel,载密图像有较高质量,通过与5种优秀算法的实验比较,表明算法在嵌入容量、隐蔽性、运行效率等方面相对比较算法有一定优势.     

基于重复压缩的密文图像可逆数据隐藏方法

为了提高密文图像上的可逆数据隐藏方法的性能,在加密前处理图像以获得数据嵌入空间。首先,分析了在解压缩分块上进行可逆嵌入的可行性;其次,计算了成功恢复解压缩分块的理论概率;最后,提出了基于解压缩分块的密文图像可逆数据隐藏算法,主要过程包括预处理、加密、数据嵌入、数据提取与图像恢复。从图像恢复错误率、嵌入容量和PSNR这3个方面与3种已有方法进行对比,表明所提方法实现了数据提取和图像解密在操作上的完全分离,且图像恢复错误率更低,嵌入容量更大,PSNR更高。     

基于密码反馈秘密共享的大容量密文域可逆隐藏

为提高分布式环境下密文域可逆信息隐藏算法的安全性、鲁棒性和嵌入率,提出了一种基于密码反馈秘密共享的多重嵌入算法。首先,利用秘密共享加密过程中产生的多项式冗余系数进行嵌入；其次,利用秘密共享的同态加性对秘密份额二次嵌入。实验结果表明,所提算法利用反馈机制提高了秘密共享的扩散特性从而增强了算法安全性和鲁棒性,在(3,4)和(3,5)门限下,嵌入率分别为6.00 bpp和4.80 bpp。所提算法具有安全性高、完全可逆、嵌入率较大等特点；算法嵌入率不受载体图像影响,仅与算法参数选择有关。     

基于预测误差分类置乱的图像加密域可逆信息隐藏

为提高XU算法的隐藏容量和加密图像的安全性, 提出了一种基于预测误差分类置乱的加密域可逆 信息隐藏算法。首先根据XU的预测方法得到非采到样像素的预测误差,根据预测误差的取值范 围将所有非 采样像素分为可变像素和不变像素两类。对采样像素、可变像素和不变像素分类置乱后再异 或加密生成加 密图像,以提高加密图像的安全性。可变像素的低2位用于保存图像信息,剩余的6个高有效 位均可用于 隐藏信息,实现了一个可变像素嵌入多比特附加信息,提高了嵌入容量。实验结果表明,本 算法的加密方 法能有效抵抗COA唯密文攻击,且平滑图像的隐藏容量可以超过2比特每像素。     

安全的密文域图像隐写术

基于同态加密和双层隐写编码,该文提出一种安全的密文域图像隐写术,其可以达到传统明文隐写术的容量,并且在密文域和明文域均能有效抵抗隐写检测分析。首先结合自适应隐写术和湿纸编码技术,提出一种明文域双层隐写算法;其次,修正一种全同态加密算法,对载密图像进行加密;最后,在密文域上提取嵌入的信息。理论分析和实验结果表明:在加密/隐写密钥同时泄露、加密密钥泄露和密钥未泄露条件下,算法均具有较高的安全性。     

On the multi-level embedding of crypto-image reversible data hiding

Crypto-space reversible image steganography has attracted increasing attention, given its ability to embed authentication information without revealing the image content. This paper presents an efficient reversible data hiding scheme for crypto-images: a block predictor is applied to compute prediction errors, then an adaptive block mapping algorithm is utilized to compress them whose amplitudes are within a small threshold, finally, this strategy can be applied in a multi-level manner to achieve a higher embedding capacity. Due to the correlations among adjacent pixels in the block, images can be sufficiently compressed to reserve abundant space for additional data embedding. Different from the prior arts, the compression code of the image is fully encrypted. Experimental results verify that the embedded data and original image can be perfectly recovered, the security is higher compared with the state-of-the-arts, and a significant improvement in the average embedding rate is achieved on two large-scale image datasets.     

An integer wavelet transform based scheme for reversible data hiding in encrypted images

In this paper, a novel reversible data hiding (RDH) scheme for encrypted digital images using integer wavelet transform, histogram shifting and orthogonal decomposition is presented. This scheme takes advantage of the Laplacian-like distribution of integer wavelet high-frequency coefficients in high frequency sub-bands and the independence of orthogonal coefficients to facilitate data hiding operation in encrypted domain, and to keep the reversibility. Experimental results has demonstrated that this scheme outperforms all of other existing RDH schemes in encrypted domain in terms of higher PSNR at the same amount of payload. Compared with the state-of-the-arts, the proposed scheme can be applied to all natural images with higher embedding rate.     

Reversal of pixel rotation: A reversible data hiding system towards cybersecurity in encrypted images

Due to privacy and security concerns, the researches of reversible data hiding in encrypted images (RDHEI) have become increasingly important. Conventional schemes vacate the spare room after image encryption (VRAE) suffer from the low embedding rate, high error rate of data extraction, and imperfect image recovery. To address these issues, we propose a separable reversible data hiding scheme for encrypted images that utilizes a novel pixel rotation technique to embed data into fully encrypted images. The block complexities of four decrypted rotation states are considered when recovering image. To realize perfect image recovery, we further devise a lossless version (LPR-RDHEI). Experimental results demonstrate that the proposed PR-RDHEI scheme achieves an embedding rate of 0.4994 bpp on average and ensures lossless data extraction. Meanwhile, the proposed LPR-RDHEI scheme still has a 0.4494 bpp embedding rate on average. The embedding rates of our two schemes are significantly improved compared with state-of-the-arts.     

基于Arnold变换的数字图像自适应隐写算法

以往的图像自适应隐写算法大多数以顺序满嵌的方式嵌入秘密信息,这类算法秘密信息的隐蔽性不够高,因此提出一种随机非满嵌算法。通过分析出图像的系统参数使图像的满嵌容量刚好大于秘密信息的长度让载体图像达到非满嵌,增强了隐写的灵活性,减少了载体图像的嵌入修改量。再使用Arnold变换对数据的嵌入顺序进行置乱,防止攻击者按顺序分析出秘密信息,使秘密信息的隐蔽性变高,进而提高了算法的安全性。实验结果表明本算法提高了隐写的隐蔽性,减少了图像的嵌入失真度,且随机非满嵌操作适用于很多同类算法。     

High-capacity reversible data hiding in encrypted image based on specific encryption process

This paper proposes a novel reversible data hiding method in encrypted images based on specific encryption process. In the proposed specific encryption algorithm, the stream cipher and prediction error are combined to vacate room for data embedding. After that, a permutation operation is performed on the encrypted image to improve the security. In the embedding process, we can embed a large amount of secret data in the encrypted image by pixel value expansion because most of the pixel values are less than 128 by the specific encryption process. At the receiver end, the encrypted image can be recovered from the marked encrypted image without knowing the secret data. Therefore, even if the recipient only has the encryption key, the original image will be perfectly recovered. If the recipient only has the data-hiding key, the secret data will be extracted. And if the recipient has both keys, the original image and the secret data are both available. The proposed method achieves a higher embedding capacity than that of methods based on vacating room after encryption. It does not require the image owner to perform reversible data hiding techniques on the original image, which is more convenient than methods based on reserving room before encryption. Experimental results demonstrate that the proposed method outperforms other state-of-the-art methods.