[发明专利]一种基于EMD-3的多载体密图分存和重构方法

摘要

本发明提供一种基于EMD‑3的多载体密图分存和重构方法，将与公开图像等大的密图嵌入到多个分发的公开图像中，所提方法通过密图的MD5值和SHA‑1值以及用户给定的密钥产生多组置乱参数并分别用于不同的公开图像像素位置置乱；然后将置换后的公开图像对应位置像素构成向量，通过EMD‑3嵌入方法嵌入密图像素并重构公开图像，为增强EMD‑3嵌入的安全性，EMD‑3嵌入方法的基向量由与密图MD5值和SHA‑1值以及用户给定的密钥绑定的随机参数进行置乱，从而仅有正确的用户密钥和正确的密图MD5值和SHA‑1值才能对密图进行恢复，相对于传统的多载体密图分存重构方法，不仅具有较高的视觉嵌入质量，也增强了安全性。

主权项

1.一种基于EMD‑3的多载体密图分存方法，其特征在于包括以下步骤：第1步：输入待嵌入的p比特公开图像输入待隐藏的q比特密图S＝(s_i,j)_m×n,s_i,j∈{0,1,…,2^q‑1‑1}，其中第2步：记S的MD5值和SHA‑1值分别为16进制序列S_MD5＝<m₀,m₁,…,m₃₁>和S_SHA‑1＝<s₀,s₁,…,s₃₉>，由S_MD5和S_SHA‑1奇数和偶数索引元素构造16进制序列S_ms＝<ms₀,ms₁,…,ms₇₁>，从S_ms抽取出It个元素构成序列S_h＝<h₀,h₁,…,h_It‑1>，其中It为[24,70]范围内的偶数；第3步：将S_h划分为奇数序列S_odd和偶数序列S_even，然后将S_odd和S_even映射为10进制小数G₀∈[3.57,4]；第4步：由G₀和用户给定的密钥参数G₁∈(0,1)产生(0,1)范围内的随机数，为消除暂态效应，将迭代的前IT＞0次结果抛弃，从第IT次开始生成随机数；第5步：将第4步生成的6个连续随机数l₀,l₁,l₂,l₃,l₄,l₅∈(0,1)映射为[0,m)范围内的随机整数a,b,e和[0,n)范围内的随机整数c,d,f,其中m,n对应为公开图像的大小；第6步：反复执行第5步，直至筛选出可用于将公开图像置乱为置乱图像的l组置乱参数a_k,b_k,c_k,d_k,e_k,f_k，并将置乱为其中k＝0,1,…,l‑1；第7步：由S_odd和S_even转换为10进制数G₂∈(0,1)和用户给定的参数G₃∈[3.57,4]生成m·n个随机数作为矩阵R＝(r_i,j)_m×n,r_i,j∈(0,1)，在迭代时，同样将前IT＞0次结果抛弃，从第IT次开始生成随机数；第8步：利用r_i,j和G₀生成9个随机数rr₀,rr₁,…,rr₈，在迭代时，同样将前IT＞0次结果抛弃，从第IT次开始生成随机数，其中i＝0,1,…,m‑1,j＝0,1,…,n‑1；第9步：将rr₀,rr₁,…,rr₈和S_ms映射为起始控制参数Start_i,j∈[0,l‑1]，由r_i,j和G₃产生3l个随机数：RR₀,RR₁,…,RR_3l‑1，其中前l个随机数映射为报数间隔序列Gap_i,j＝<Ga₀,Ga₁,…,Ga_l‑1>,Ga₀,Ga₁,…,Ga_l‑1∈[0,l‑1]，中间l个随机数映射为报数终值序列M_i,j＝<mm₀,mm₁,…,mm_l‑1>,mm₀,mm₁,…,mm_l‑1∈[0,l‑1]，最后l个随机数作为报数方向序列D_i,j＝<D₀,D₁,…,D_l‑1>,D₀,D₁,…,D_l‑1∈(0,1)，在迭代时，同样将前IT＞0次结果抛弃，从第IT次开始生成随机数；第10步：将Start_i,j,Gap_i,j,M_i.j和D_i,j作为控制参数产生l个元素的索引顺序序列S_index＝<ind₀,ind₁,…,ind_l‑1>,ind_u∈{0,1,…,l‑1}；第11步：记置乱图像对应位置元素构成的向量为S_i,j，将长度为l的基向量G_l＝<3⁰,3¹,…,3^l‑1>置乱为G′_l，结合G′_l将秘密像素s_i,j嵌入到S_i,j中；第12步：反复执行第8步～第11步，直至将秘密图像S＝(s_i,j)_m×n的所有像素嵌入到置乱后的公开图像中，其中k＝0,1,…,l‑1；第13步：对进行逆置乱，从而将秘密图像S＝(s_i,j)_m×n隐藏到公开图像中。