[发明专利]一种加密JPEG图像的可逆信息隐藏方法

说明书

本发明提出一种加密JPEG图像的可逆信息隐藏方法，涉及多媒体信息安全的技术领域，解决了当前对加密JPEG图像可逆信息隐藏的研究未兼顾隐私安全和信息嵌入前后文件大小维持度的问题，首先根据JPEG图像的ZRV值对，分离出待嵌入额外信息的块，从块中再随机挑选出m×n个块，并将挑选出的m×n个块进行置乱，更改了原JPEG的结构，然后进行格式兼容加密，充分利用其头部的APPn字段文件数据部分，降低了边信息泄露的风险，而且在额外信息嵌入后，进行信息提取和图像恢复操作，一方面保证了图片拥有者的信息安全，另一方面控制了文件大小的增长，使文件大小不受嵌入的数据大小的影响。

技术领域

本发明涉及多媒体信息安全的技术领域，更具体地，涉及一种加密JPEG图像的可逆信息隐藏方法。

背景技术

近年来，随着多媒体行业的发展，图像处理技术广泛的应用在人们平时的日常生活中，与此同时，人们对于图像内容的隐私保护越来越重视，此外，人们对图片传输的速度也越来越重视，尤其是需要传输大量图片时，由于带宽有限，如果不对原图进行一定处理，传输起来将耗费大量的带宽和时间。

JPEG作为一种能够对图像进行压缩从而减小其大小，节省带宽并提高传输速度的同时，还能够保持高质量的图像格式，在最近几年已经受到各个行业的热捧，尤其在可逆信息隐藏这个方向，JPEG受到了极大的重视。然而，对JPEG图像的信息嵌入而言，大部分的工作和方法主要都是针对未加密的JPEG图像，从安全性的角度考虑，存在着隐私泄露的风险，JPEG图像拥有方的信息会遭到泄露。

当前对加密JPEG图像可逆信息隐藏的研究越来越深入，而且较多着眼于隐私安全性的保障，如2019年1月4日公布的中国专利(公开号：CN109151486A)中公开了一种大容量的JPEG图像比特流加密域可逆数据隐藏方法，用户根据密钥对每个图像块中所有熵编码的扩展位异或加密，然后进行伪随机置乱操作，云端通过隐藏密钥对比特流密文中的交流系数进行直方图平移嵌入额外信息，并进行无损提取，然后接收者再进行伪随机置乱恢复，隐写嵌入能力强，并能在一定程度上保障了安全隐私性，但该方法未考虑JPEG图像边信息的泄露风险，也没有考虑嵌入额外信息前后文件大小的变化，不利于实际应用拓展和空间节省。

发明内容

为解决当前对加密JPEG图像可逆信息隐藏的研究未兼顾隐私安全和信息嵌入前后文件大小维持度的问题，本发明提出一种加密JPEG图像的可逆信息隐藏方法，提高加密安全性，在保证敏感信息不泄露的情况下，保持原JPEG图像的大小，更适应于实际应用拓展和空间节省。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种加密JPEG图像的可逆信息隐藏方法，包括：

S1.图像拥有者根据JPEG图像的ZRV值对(ZR，VLI)，分离出待嵌入额外信息的块BM和块BO，从块BM和块BO中分别随机挑选出m×n个块，并将挑选出的m×n个块进行置乱；

S2.将m×n个块中每一个块ZRV值对的VLI部分加密，作为JPEG图像数据部分；

S3.将除m×n个块之外剩余块的二进制流Bstream加密，并将加密后的二进制流Bstream及最后一位块BM的位置LM加入JPEG图像头部的APPn字段，与步骤S2所得的JPEG数据部分组成加密JPEG图像；

S4.信息嵌入者在加密JPEG图像的JPEG数据部分进行额外信息的嵌入，得到嵌入数据的加密JPEG图像；

S5.信息提取者获得步骤S4所述嵌入数据的加密JPEG图像，进行信息提取后将加密JPEG图像还原至额外信息嵌入前的状态；

S6.将还原至额外信息嵌入前状态的加密JPEG图像进行解密，恢复JPEG图像。