[发明专利]一种门限视觉密码矩阵构造方法

说明书

本发明提供一种的门限视觉密码矩阵构造方法，该方法包括：构造累计数组，累计数组由|P|×|T|的矩阵CA构成；确定数组P、授权子集和禁止子集后，可确定F，F为Γ_∞中的集合；确定集合Γ_∞，Γ_∞中集合的个数等于Γ_∞的个数；构造矩阵CA；按照(n,n)门限方案构造累计数组的基矩阵S⁰'和S¹'；观察矩阵CA中每行汉明重量为1的位置的分布情况，在矩阵CA中汉明重量为1的位置所在的行序，作为基矩阵S⁰和S¹的行序；以此类推，得到最终的基矩阵S⁰和S¹。由于所构成的基矩阵的列数相对较少，而列数越少则像素扩展度越小，从而使得恢复秘密时图像不会过于拉伸而影响解密效果，从而在很大程度上保证了解密图像的质量。

技术领域

本发明属于秘密分享及视觉密码技术领域，尤其涉及一种新型的门限视觉密码矩阵构造方法。

背景技术

视觉密码(Visual Cryptograghy)由Naor和Shamir在1994年欧洲密码学年会上提出，它以门限秘密共享思想为基础，将秘密共享和数字图像结合起来，形成了一个新的研究热点。视觉密码技术的原理是原始图像分解成两幅随机的视觉密码子图，从单一的视觉密码子图中想获得原始图像信息是不可能的。只有当两幅视觉密码子图完全重合时，原始图像才能被重现。

视觉密码中的秘密分享算法是将秘密图像按像素点编码到若干个称为共享份(Shares)的图像中，共享份中的黑、白像素点随机分布，从中得不到任何关于秘密图像的信息。视觉密码中的恢复秘密的算法非常简单，只需将一定数目的共享份打印至透明胶片并进行叠加，人的视觉系统就可以直接辨认出信息。

视觉密码的解密原理在于人眼观察物体时，是通过与周围环境的对比而产生效果的，而且人类的视觉系统并没有办法清晰辨别出图像中每一像素的颜色，只能感受出一块区域所有像素颜色呈现出的平均效果。因此，当共享份叠加时，只要黑白像素的灰度差足够大，人类视觉系统就可以解读出秘密图像。由于视觉密码的理论安全性和恢复秘密的简单性，其应用前景非常广阔。

随着互联网的快速发展，数字图像被广泛使用，图像的安全问题越来越值得关注。为保护图像，图像加密、信息隐藏和数字水印等技术相继提出，然而这些方法解密时都需要计算。1994年Naor和Shamir首次提出(k,n)视觉密码方案，该方案将秘密图像以像素为单位进行加密，得到n张分享份。每一张分享份都像随机噪声一样杂乱无章，攻击者无法直接由单张分享份获取到秘密信息。当k张或多于k张分享份叠加时，即可由人眼识别出秘密信息，无需任何计算；而少于 k张分享份叠加时，则不能恢复秘密信息。

发明内容

本发明的目的在于从扩展的Naor和Shamir模型的一般访问结构为前提，提出了一种用于一般访问结构的视觉密码矩阵构造方法。

一种新型的门限视觉密码矩阵构造方案，包括以下步骤：

第一步：构造累计数组，累计数组由|P|×|T|的矩阵CA构成，其中数组P已知，授权子集为禁止子集为Γ_∞＝{B|B∈Γ_Forb,B∪{i}∈Γ_Qual对所有i∈P\B}；

第二步：确定数组P、授权子集和禁止子集后，可确定F，F为集合Γ_∞中的子集合；

第三步：确定集合Γ_∞，Γ_∞中集合的个数等于Γ_∞的个数；

第四步：构造矩阵CA；

第五步：按照(n,n)门限方案构造累计数组的基矩阵S⁰'和S¹'；