基于秘密分享的可恢复可逆信息隐藏算法研究
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伞嵌 入 。
’ 一
一 器 健 避 经 霓 搜 辖 骞 嚣 一
( a ) 原始 像 ( b ) _ 天键 区 域 信 息 的 秘 密 分 享 【 c ) 含水 印 像
股 而 占, 当攻 击而 积 小于 1 / 2时 , 可 以保 证 有 2份 分 享
信 息 未受 攻 出 。 川 时 口前 的 = 流 算 法 的 嵌 入 容 量 是 每 像 素 嵌 入 l b i t秘 密 信 息 。刈‘ 于 ‘ 个灰 度 级 为 2 5 6的 灰 度 图像 而 言 , 缚 个像 素 … 8 b i t 构成, 冈 此 j 关 键 区域 面积 约 为 载 体 面 秋 的 6 %时 , 可确保其有 6 x 8 %b i t 信 息 可 嵌 入 至 载 体 的 一 半 区域 以
将 分事后的数据作 为水 印嵌 入 载休 图像 巾,得含水 印的图
像, 如 ( c ) 。 为验 证 本 文算 法 的抗 攻 击 恢 复 能 力 , ( d ) 给 了
受 切 攻击 的 水 印 像 。 最后 ,根 据 小 文算 法 我 们 叮 以从 图( d ) 【 { 】 尢 失真 的恢 复 出原 始 图像 , 如 图( e ) 。
章方案将 可恢复关键 区域 面积扩 大至栽体面积的 6 %左右。
关键词: 秘 密分 享 ; 无 失真 恢 复 ; 可逆 水 印技 术
中图分类号 : T P 3
文献标识码 : A
文章编 号: 1 6 7 3 . 1 1 3 1 ( 2 0 1 3 ) 0 9 . 0 0 7 6 . 0 2 目前具有 自恢复功能的脆弱水印算法m 文献相对较少 。
一
方 式的 自恢复脆弱水 印算法。王国栋等人n n 提 出的基于分块 DC T系数量化 、 加密等操作的 自恢复脆弱水 印等 。上述论文 最多只是保证在视觉效果上尽可能地恢复原始数据 ,不可能 真正地做到无失真恢复原始数据。然而,无失真 的恢复原始 数据对 于某些高精度要求的领域, 如航空、 遥感领域 又显得至
{ c l I 卜 :
步骤 4 : 『 } 】 有一 。 的 区域 未 受 到 攻 所 以可 根 据 提 取 的 术 受攻 出的 火键 域 信 息通 过 秘 密 分享 的逆 变 换 无 失 真 恢 l 父键 域 。
( 1 ) 将 像 分成 4  ̄ 4的 图 像 块 , 然 后 按 照 脆 弱 水 印技 术 , 根据 每 个 像 块 内容 计 算 ‘ 个h a s h值 , 并 将 其 作 为 特 征 嵌 入 裁 体 巾 以便 接 收 端 判 断 其 是 台 被 篡 改 ; ( 2 ) 根 据 个 人需 求 确 定 需 要 保 护 的关 键 区域 , 并 对 需 要 保 护 的 键 域进 行秘 密 分 享 。 按 照 秘 密 分 享 的技 术 要 求 可 知 , 如 埘 其 进 行 ( 4 , 2 ) 参数分享, - J 1 保 证 在将 秘 密信 息 分 享 为 4份
力等 问 题 。
1算 法
本论文 以通用 的信息隐藏框架 为核心 , 重 点研究具备完 全 自恢 复功 能的可逆 水 印算 法 。论 文总体算 法框架 包含两
” + “ + ” — - + 一 ” + “ + ” + w — ● 一” + “ + ” — — ~” + “ + ”+ ”— + 一 ”+ ”+ ・
』 J l 1 密信 息 后 ,任 取 其 中 2份 部 I J . 以 无 火 真 地 恢 复 出原 始 的 关 键 域 数据 :
2 实验 分 析
本 文 以标 准 像 库 中 L e n a 像进行测试 , 篡 改 方 式 选 择 剪切。实验结果如图 3 所示 , 图( a ) 给 出 了原 始 载 休 像 和 关 键I ) 《 = 域的划分。图( b ) 为 关 键 区 域 信 息 的 秘 密 分 享 过程 , 我 们
・ — ‘ + 一 ”— ・ - + 一 一・ + - 一 *— + 一 一 — ・ 。 ● 一” — — 卜“ — ・ + 一 w — + 一 ” — ・ ● 一” — ・ + 一 一 — - + 一” — + 一 “ — 卜” — - + 一” — 十 一 — ・ + ~ ”— - + 一 “+ “— ・ + 一 ”+ 一— - + 一 “、 ・ + 一 ”— ~” +
( 景德镇陶瓷学院, 江西 景德镇 3 3 3 4 0 3 )
摘要: 提 出一种全新的技 术框 架: 将 密码 学中秘 密分享理论与可逆 水印技术进行结合 , 实现 当数据经过局部篡 改后可 无
失真恢复关键 区域信 息的功能。 实验表明 : 对比 目前无失真可逆恢 复算法的可恢复 区域仅 有载体 面积 3 . 2 %的现状 , 文
电 器, 2 0 1 3 , 3 9 ( 6 ) : I - 2
[ 3 ] 李庆 民, 王冠, 李清 泉. 电力系统相控开关技术及其 智能控 制策略[ J ] . 电气开关, 2 0 1 0 ( 3 ) : 4 2 — 4 6 ’ [ 4 ] 唐博, 彭安金, 王高丰, 等. 采用选 相位关合技术消除变压 器
( 3 ) 利 川 前 存 的高 性 能 可 逆 信 息 隐藏 算 法 , 将 4份 分 孛的J J I 1 密 数槲 和步 骤 1巾牛 成 的 h a s h 特 征 数 据 合 并 当 作 最 终
的水印嵌入载体之『 1 l ;
然, 禽秘 密 信 息 的 数 据 被 篡 改 的 区 域 小 于 1 / 2时 , 『 J J ‘ 以保 仃 2份 分 享 信 息 朱 受 攻 ,即 可 由此 恢 复 关 键 区 域 数 据 。 一 般 而 言 ,作 为 经 过 秘 密 分 享 后 的 水 即 尺 寸 都 相 对 较 犬, 这 将 给 水 印 的 嵌 入 带 米 较 大 的 压 力 。 本 论 文 采 用 论 文【 5 】 I } 的 高 性 能 可逆 信 息 隐 藏 算 法 以 实 现 秘 密 信 息 的 完
滤波就直接进行计算的话,就无法进行参考 电压零过点的判
别, 而且 随机 背景 噪声 峰 的峰 值 无 法 达 到 0 . 5 p u [ 3 1 但 是 如果
控 制 的准 确 度 , 我 们 可 以将 人 工 神 经 网络 技 术 应 用 于 相 控 开
关 技术 , 这种 技术不仅 可 以控 制开关 的分散性 , 还 可 以提 高
故 实用 性 不 强 。
为此 , 本文将秘密分享和可逆信息隐藏 算法两大 技术有机
结合, 提 出一种具备完全 自恢 复功能的可逆水 印技术算法 , 以
实现更大面积 的恢复 。
般 的脆弱水 印技术 在 一定程度 上能够对 篡改 的信 息进
行定 位 。这 些算法 只是对信 息的完整 性论证 给 出了各种解 决方案 , 但没有研 究受到载体攻击后数据 是否具有 白恢复 能
7 6
信 息 通 信
俊 祥等: 于 秘 密 分 享 的 可 恢 复 可 逆 信 息 隐藏 算 法 研 究
信息;
久内 : 发 送 端 的 嵌入 算 法 乖 f 】 接 收端 的信 息提 取 及 恢 复 算法 。
对J 给定的栽体 像 , 嵌入算法流程 图如 图 1 所示 , 并执
关 重要 。 目前 国 内外 有 关 数 据 受 到攻 击 后 无 失真 恢 复 技 术 的
研 究较少 , 其中论文n 给 出了一种有关此方面的研 究方案 。 该 论文通过精 心设计含有参考位和检验位的定制水 印来实施数 据的无失真恢复 , 其中检 验位 用于论证数据是否有篡改发生, 参考位 则被利用无失真恢复原始 图像 。由于论文“ 对攻击 的 限制过 多, 且可恢复的关键 区域很 小( 仅为载体面积的 3 . 2 %) ,
电 能 质 量 。
通过滤波后参考 电压和导数波形就会得到平滑 ,再利用公式
( 3 ) 就 可 以很 简 单地 判 别 电压 零 点 。 而 且 就 算 峰值 低 于 O . 5 p u , 也 可 以准 确 地 检 测 出 参考 电压 的过 零 点 。
4 结语
为了使相控开关技术 在 电力系统 中发挥 出最大 的功能 , 就必须 了解相控开关技术的涵 义及 工作 原理 ,并 了解影响其 发挥 的两个关键技术 问题,利用数字滤波技术准确地判别 出 参考 电压零过点 ,采 取快速驱动 的开关技术或者是人工神经
空 载 合 闸 的 励磁 涌 流 [ J 】 _ 电气 开 关 , 2 0 1 0 ( 3 ) : 2 2 — 2 5
要求 非常难 以实现 。 通过 无数次 的实验 , 我们 终于 发现可 以 采用快速驱 动的开关技术来控制分散 性 , 而且有时候分散性 甚至 能够控制 在 2 . 3 ms以内。而且 为 了更准 确地 实现相位
2 0 1 3 年第 9期
( 总第 1 3 1期 )
信 息 通 信
I NF OI AT I ON & COM M UNI CATI ONS
2 01 3
( S u m. N o 1 3 1 )
基于秘密分享 的可恢复可逆信 息隐藏算法研究
王 俊祥 , 赵 怡, 胡 跃 辉
网络 技 术 来 准 确 控 制 开 关 合 分 时 间 的 分散 性 。 参 考 文献 :
电力系统在进行运作时,其母线 电压易受到各种瞬态脉 冲 的干扰 ,就会影响参考电压过零 点的检测结果 。这时候就 需要采用数字滤波技术,微机通过使用在线滤波技术只要存 储 5个采样点 , 这样就可 以得到正确的导数波形, 就可 以得到
控制在 O . 5 ms以 内 , 才能够 准确地 控制合 闸相位 , 但 是 这 个
[ 1 】 王凯, 李庆 民. 电力系统相控开关技术及其应用[ J ] . 安徽 电
力, 2 0 1 1 , 2 1 ( 4 ) : 5 — 7
[ 2 】 李庆 民, 刘卫东, 徐 国政. 高压快速转换开关的研制[ J ] . 高压
其 中典 型 算 法 有 郑 江 滨 等 人 提 出 的基 于 块 交 叉 交 插 R S 编 码
随着 计 算 机 和 因 特 网 的 普 及 ,信 息化 交 流 已达 到 前 所 未
wk.baidu.com
有 的深度和广度 。 然 而随着各种功能强大的编辑软件 的出现 , 攻击者能够轻 易地对多媒体信息的内容进行篡改且不 留痕迹, 使得接 收者对收到 的多媒体信息难辨 真假 。在 一些特殊 的应 用场合 , 如: 卫星遥感 、 军事定位 、 医疗诊断等领域 , 由于数据 的采集成本高、 获取难度大, 且部分数据的不可重复获取特性, 导致人们一方面要求能够有效地判断数据 真伪 ,另一方面希 望即使在数据受到局部攻击和篡改破 坏时也能够无失真地恢 复出部分原始数据 , 特别是关键 区域 的原始数据, 以避免数据 的二次采集 过程 。 作 为脆弱水 印的一个 研究方 向, 可逆信息 隐藏 技术能在 确 定含 水 印数据 未被篡 改后 无失真恢 复原始 载体 。 目前 的 可逆信 息隐藏 技术主要 分为 两大类 。其 一是 由 T i a n 提 出 的差值 扩展技术 , 另 一种是 Ni 等人 提 出的直方 图平移技 术 。为 提高 算法性 能, 一 系列改进 算法 被 陆续提 出 。然 而几乎 所有 的可逆信 息算法 都只有在 数据未 受攻击 的条件 下有效 。 当 图像 受攻击 后 , 可逆算法 将无法 恢复任 何数据 。
最 准 确 的参 考 电压 过 零 点 的 结 果 。
3 . 2 相 控开 关的 智能控 制策 略
另外一 个制约 着相控 开关技 术应用 的关键 难题就 是开 关的关合或开 断时间的分散性 , 影响开关关合 的因素主要是 温度 、 海 拔高度 、 湿度 、 操动机 构控制线 圈 电压等 。为 了将 相 控开关技术 实体化 , 工作 人员要将关合 时间的分散性必须
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一 器 健 避 经 霓 搜 辖 骞 嚣 一
( a ) 原始 像 ( b ) _ 天键 区 域 信 息 的 秘 密 分 享 【 c ) 含水 印 像
股 而 占, 当攻 击而 积 小于 1 / 2时 , 可 以保 证 有 2份 分 享
信 息 未受 攻 出 。 川 时 口前 的 = 流 算 法 的 嵌 入 容 量 是 每 像 素 嵌 入 l b i t秘 密 信 息 。刈‘ 于 ‘ 个灰 度 级 为 2 5 6的 灰 度 图像 而 言 , 缚 个像 素 … 8 b i t 构成, 冈 此 j 关 键 区域 面积 约 为 载 体 面 秋 的 6 %时 , 可确保其有 6 x 8 %b i t 信 息 可 嵌 入 至 载 体 的 一 半 区域 以
将 分事后的数据作 为水 印嵌 入 载休 图像 巾,得含水 印的图
像, 如 ( c ) 。 为验 证 本 文算 法 的抗 攻 击 恢 复 能 力 , ( d ) 给 了
受 切 攻击 的 水 印 像 。 最后 ,根 据 小 文算 法 我 们 叮 以从 图( d ) 【 { 】 尢 失真 的恢 复 出原 始 图像 , 如 图( e ) 。
章方案将 可恢复关键 区域 面积扩 大至栽体面积的 6 %左右。
关键词: 秘 密分 享 ; 无 失真 恢 复 ; 可逆 水 印技 术
中图分类号 : T P 3
文献标识码 : A
文章编 号: 1 6 7 3 . 1 1 3 1 ( 2 0 1 3 ) 0 9 . 0 0 7 6 . 0 2 目前具有 自恢复功能的脆弱水印算法m 文献相对较少 。
一
方 式的 自恢复脆弱水 印算法。王国栋等人n n 提 出的基于分块 DC T系数量化 、 加密等操作的 自恢复脆弱水 印等 。上述论文 最多只是保证在视觉效果上尽可能地恢复原始数据 ,不可能 真正地做到无失真恢复原始数据。然而,无失真 的恢复原始 数据对 于某些高精度要求的领域, 如航空、 遥感领域 又显得至
{ c l I 卜 :
步骤 4 : 『 } 】 有一 。 的 区域 未 受 到 攻 所 以可 根 据 提 取 的 术 受攻 出的 火键 域 信 息通 过 秘 密 分享 的逆 变 换 无 失 真 恢 l 父键 域 。
( 1 ) 将 像 分成 4  ̄ 4的 图 像 块 , 然 后 按 照 脆 弱 水 印技 术 , 根据 每 个 像 块 内容 计 算 ‘ 个h a s h值 , 并 将 其 作 为 特 征 嵌 入 裁 体 巾 以便 接 收 端 判 断 其 是 台 被 篡 改 ; ( 2 ) 根 据 个 人需 求 确 定 需 要 保 护 的关 键 区域 , 并 对 需 要 保 护 的 键 域进 行秘 密 分 享 。 按 照 秘 密 分 享 的技 术 要 求 可 知 , 如 埘 其 进 行 ( 4 , 2 ) 参数分享, - J 1 保 证 在将 秘 密信 息 分 享 为 4份
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1算 法
本论文 以通用 的信息隐藏框架 为核心 , 重 点研究具备完 全 自恢 复功 能的可逆 水 印算 法 。论 文总体算 法框架 包含两
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2 实验 分 析
本 文 以标 准 像 库 中 L e n a 像进行测试 , 篡 改 方 式 选 择 剪切。实验结果如图 3 所示 , 图( a ) 给 出 了原 始 载 休 像 和 关 键I ) 《 = 域的划分。图( b ) 为 关 键 区 域 信 息 的 秘 密 分 享 过程 , 我 们
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摘要: 提 出一种全新的技 术框 架: 将 密码 学中秘 密分享理论与可逆 水印技术进行结合 , 实现 当数据经过局部篡 改后可 无
失真恢复关键 区域信 息的功能。 实验表明 : 对比 目前无失真可逆恢 复算法的可恢复 区域仅 有载体 面积 3 . 2 %的现状 , 文
电 器, 2 0 1 3 , 3 9 ( 6 ) : I - 2
[ 3 ] 李庆 民, 王冠, 李清 泉. 电力系统相控开关技术及其 智能控 制策略[ J ] . 电气开关, 2 0 1 0 ( 3 ) : 4 2 — 4 6 ’ [ 4 ] 唐博, 彭安金, 王高丰, 等. 采用选 相位关合技术消除变压 器
( 3 ) 利 川 前 存 的高 性 能 可 逆 信 息 隐藏 算 法 , 将 4份 分 孛的J J I 1 密 数槲 和步 骤 1巾牛 成 的 h a s h 特 征 数 据 合 并 当 作 最 终
的水印嵌入载体之『 1 l ;
然, 禽秘 密 信 息 的 数 据 被 篡 改 的 区 域 小 于 1 / 2时 , 『 J J ‘ 以保 仃 2份 分 享 信 息 朱 受 攻 ,即 可 由此 恢 复 关 键 区 域 数 据 。 一 般 而 言 ,作 为 经 过 秘 密 分 享 后 的 水 即 尺 寸 都 相 对 较 犬, 这 将 给 水 印 的 嵌 入 带 米 较 大 的 压 力 。 本 论 文 采 用 论 文【 5 】 I } 的 高 性 能 可逆 信 息 隐 藏 算 法 以 实 现 秘 密 信 息 的 完
滤波就直接进行计算的话,就无法进行参考 电压零过点的判
别, 而且 随机 背景 噪声 峰 的峰 值 无 法 达 到 0 . 5 p u [ 3 1 但 是 如果
控 制 的准 确 度 , 我 们 可 以将 人 工 神 经 网络 技 术 应 用 于 相 控 开
关 技术 , 这种 技术不仅 可 以控 制开关 的分散性 , 还 可 以提 高
故 实用 性 不 强 。
为此 , 本文将秘密分享和可逆信息隐藏 算法两大 技术有机
结合, 提 出一种具备完全 自恢 复功能的可逆水 印技术算法 , 以
实现更大面积 的恢复 。
般 的脆弱水 印技术 在 一定程度 上能够对 篡改 的信 息进
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7 6
信 息 通 信
俊 祥等: 于 秘 密 分 享 的 可 恢 复 可 逆 信 息 隐藏 算 法 研 究
信息;
久内 : 发 送 端 的 嵌入 算 法 乖 f 】 接 收端 的信 息提 取 及 恢 复 算法 。
对J 给定的栽体 像 , 嵌入算法流程 图如 图 1 所示 , 并执
关 重要 。 目前 国 内外 有 关 数 据 受 到攻 击 后 无 失真 恢 复 技 术 的
研 究较少 , 其中论文n 给 出了一种有关此方面的研 究方案 。 该 论文通过精 心设计含有参考位和检验位的定制水 印来实施数 据的无失真恢复 , 其中检 验位 用于论证数据是否有篡改发生, 参考位 则被利用无失真恢复原始 图像 。由于论文“ 对攻击 的 限制过 多, 且可恢复的关键 区域很 小( 仅为载体面积的 3 . 2 %) ,
电 能 质 量 。
通过滤波后参考 电压和导数波形就会得到平滑 ,再利用公式
( 3 ) 就 可 以很 简 单地 判 别 电压 零 点 。 而 且 就 算 峰值 低 于 O . 5 p u , 也 可 以准 确 地 检 测 出 参考 电压 的过 零 点 。
4 结语
为了使相控开关技术 在 电力系统 中发挥 出最大 的功能 , 就必须 了解相控开关技术的涵 义及 工作 原理 ,并 了解影响其 发挥 的两个关键技术 问题,利用数字滤波技术准确地判别 出 参考 电压零过点 ,采 取快速驱动 的开关技术或者是人工神经
空 载 合 闸 的 励磁 涌 流 [ J 】 _ 电气 开 关 , 2 0 1 0 ( 3 ) : 2 2 — 2 5
要求 非常难 以实现 。 通过 无数次 的实验 , 我们 终于 发现可 以 采用快速驱 动的开关技术来控制分散 性 , 而且有时候分散性 甚至 能够控制 在 2 . 3 ms以内。而且 为 了更准 确地 实现相位
2 0 1 3 年第 9期
( 总第 1 3 1期 )
信 息 通 信
I NF OI AT I ON & COM M UNI CATI ONS
2 01 3
( S u m. N o 1 3 1 )
基于秘密分享 的可恢复可逆信 息隐藏算法研究
王 俊祥 , 赵 怡, 胡 跃 辉
网络 技 术 来 准 确 控 制 开 关 合 分 时 间 的 分散 性 。 参 考 文献 :
电力系统在进行运作时,其母线 电压易受到各种瞬态脉 冲 的干扰 ,就会影响参考电压过零 点的检测结果 。这时候就 需要采用数字滤波技术,微机通过使用在线滤波技术只要存 储 5个采样点 , 这样就可 以得到正确的导数波形, 就可 以得到
控制在 O . 5 ms以 内 , 才能够 准确地 控制合 闸相位 , 但 是 这 个
[ 1 】 王凯, 李庆 民. 电力系统相控开关技术及其应用[ J ] . 安徽 电
力, 2 0 1 1 , 2 1 ( 4 ) : 5 — 7
[ 2 】 李庆 民, 刘卫东, 徐 国政. 高压快速转换开关的研制[ J ] . 高压
其 中典 型 算 法 有 郑 江 滨 等 人 提 出 的基 于 块 交 叉 交 插 R S 编 码
随着 计 算 机 和 因 特 网 的 普 及 ,信 息化 交 流 已达 到 前 所 未
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有 的深度和广度 。 然 而随着各种功能强大的编辑软件 的出现 , 攻击者能够轻 易地对多媒体信息的内容进行篡改且不 留痕迹, 使得接 收者对收到 的多媒体信息难辨 真假 。在 一些特殊 的应 用场合 , 如: 卫星遥感 、 军事定位 、 医疗诊断等领域 , 由于数据 的采集成本高、 获取难度大, 且部分数据的不可重复获取特性, 导致人们一方面要求能够有效地判断数据 真伪 ,另一方面希 望即使在数据受到局部攻击和篡改破 坏时也能够无失真地恢 复出部分原始数据 , 特别是关键 区域 的原始数据, 以避免数据 的二次采集 过程 。 作 为脆弱水 印的一个 研究方 向, 可逆信息 隐藏 技术能在 确 定含 水 印数据 未被篡 改后 无失真恢 复原始 载体 。 目前 的 可逆信 息隐藏 技术主要 分为 两大类 。其 一是 由 T i a n 提 出 的差值 扩展技术 , 另 一种是 Ni 等人 提 出的直方 图平移技 术 。为 提高 算法性 能, 一 系列改进 算法 被 陆续提 出 。然 而几乎 所有 的可逆信 息算法 都只有在 数据未 受攻击 的条件 下有效 。 当 图像 受攻击 后 , 可逆算法 将无法 恢复任 何数据 。
最 准 确 的参 考 电压 过 零 点 的 结 果 。
3 . 2 相 控开 关的 智能控 制策 略
另外一 个制约 着相控 开关技 术应用 的关键 难题就 是开 关的关合或开 断时间的分散性 , 影响开关关合 的因素主要是 温度 、 海 拔高度 、 湿度 、 操动机 构控制线 圈 电压等 。为 了将 相 控开关技术 实体化 , 工作 人员要将关合 时间的分散性必须