可視秘密共享研究.pdf

1、可視秘密共享能夠?qū)⒁环孛軋D案或圖像拆分成多份并由多人持有，當(dāng)其中具有許可權(quán)限的一組持有人無(wú)欺詐地示出自己的份額并組合在一起，就可以恢復(fù)出原始秘密?？梢暶孛芄蚕砜蓮V泛地應(yīng)用于普適計(jì)算、核導(dǎo)彈的發(fā)射控制、密鑰的保管、秘方保密等領(lǐng)域。本文圍繞可視秘密共享展開(kāi)研究，研究?jī)?nèi)容主要包括多像素不擴(kuò)展編碼、利用反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)理想對(duì)比度、具有掩圖和認(rèn)證功能的新型密圖分存、通用訪問(wèn)結(jié)構(gòu)等，并取得了一定的成果。
　　 一般的可視密圖分存方案通常每步僅編碼

2、一個(gè)像素。本文提出了一種自適應(yīng)不擴(kuò)展多像素同時(shí)編碼的可視密圖分存方案。該方案能夠根據(jù)原始密圖中像素類型的變化自適應(yīng)地進(jìn)行步長(zhǎng)可變的加密編碼，每步編碼的步長(zhǎng)等于掃描序列中連續(xù)相同像素的個(gè)數(shù)；既可用于(n,n)和(k,n)等門限結(jié)構(gòu)，也可用于包含任意許可集與禁止集的通用訪問(wèn)結(jié)構(gòu)；既可用于黑白圖像，也可用于灰度和彩色圖像的加密編碼；是像素不擴(kuò)展編碼方案，且還原秘密時(shí)無(wú)需任何計(jì)算和密碼學(xué)知識(shí)；支持多種掃描方式，且配以合適的掃描方式可以更好地發(fā)揮

3、該方案的編碼效率優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)各種類型的輸入圖像均保持了較好的圖像還原效果，具有編碼效率較高及算法復(fù)雜性較低的特點(diǎn)。
　　 可視密圖分存方案的一個(gè)主要不足是重構(gòu)后圖像的對(duì)比度損失嚴(yán)重，增加編碼輪數(shù)并在密圖重構(gòu)時(shí)利用反轉(zhuǎn)操作是改善對(duì)比度的一個(gè)有效途徑。本文提出了一種利用反轉(zhuǎn)操作實(shí)現(xiàn)理想對(duì)比度的新型可視秘密共享方案。該方案僅通過(guò)[m/h]輪編碼就可使重構(gòu)密圖達(dá)到理想對(duì)比度；采取像素塊編碼的方式(即多點(diǎn)同時(shí)編碼)，一次可同時(shí)對(duì)

4、m個(gè)像素作編碼處理；不產(chǎn)生像素?cái)U(kuò)展現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)各種訪問(wèn)結(jié)構(gòu)和各類輸入圖像，還原后圖像與加密前密圖完全一致；從編碼輪數(shù)、系統(tǒng)開(kāi)銷及編碼效率等方面考查，該方案在同類方案中都是最優(yōu)的。同時(shí)，本文還改進(jìn)了Cimato等方案，在達(dá)到原方案同樣性能的情況下，編碼輪數(shù)從m降低為(m-h+1)，降低了系統(tǒng)開(kāi)銷；另外還提出了一個(gè)基于NPBVSS的優(yōu)化方案，采用像素塊編碼的方式提高了編碼效率，并消除了像素?cái)U(kuò)展現(xiàn)象，系統(tǒng)開(kāi)銷是Yang等提出的基于(

5、t,n)-NPBVSS的方案的1/m。
　　 份額圖像尺寸比原始密圖小并具有掩圖是可視秘密共享研究領(lǐng)域新的拓展方向。本文提出了一種具有掩圖和認(rèn)證功能的份額尺寸小于原始密圖的新型可視加密方案和一個(gè)具有可變滑窗的LSBs方法——LSBs/RW。該方案能夠生成具有掩圖的份額圖像，且份額圖像尺寸比原始密圖小，能夠認(rèn)證份額圖像來(lái)源的合法性，并可精確還原原始密圖。提出的LSBs/RW方法在進(jìn)行替換操作之前通?？梢越o出9個(gè)候選值，與其它的LS

6、Bs方法相比，安全性高，嵌入操作后的圖像質(zhì)量高，靈活性好，能夠根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，實(shí)現(xiàn)嵌入容量與圖像質(zhì)量之間的動(dòng)態(tài)平衡。同時(shí)，還給出了LSBs/RW方法在滿足份額圖像尺寸小于原始密圖的前提下關(guān)于最小平均嵌入容量的一個(gè)必要條件。
　　 目前對(duì)于秘密共享的研究主要還是集中在具備完善性的訪問(wèn)結(jié)構(gòu)上，且所包含的訪問(wèn)集個(gè)數(shù)較少；關(guān)于份額界的研究主要還是以被研究對(duì)象服從均勻分布為假設(shè)前提，并以份額所需比特位數(shù)作為界的度量，這些都會(huì)導(dǎo)致研究成

7、果具有一定的局限性。本文基于通用訪問(wèn)結(jié)構(gòu)，給出了包含任意多個(gè)訪問(wèn)集、適用于完善性與非完善性訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的基于信息論的一般性結(jié)論，這些結(jié)論是對(duì)已有相關(guān)工作的一般化總結(jié)，可作為更深層次研究的基礎(chǔ)和工具，并可比較容易地從中推導(dǎo)出一些新的成果，也可使已知相關(guān)成果的證明和推導(dǎo)過(guò)程變得簡(jiǎn)潔明了；同時(shí)，以信息熵作為度量工具，給出了若干關(guān)于份額的界的一般化和更緊致的結(jié)論，既給出了所有份額都適用的界，也給出了適用于特定份額的界，這些結(jié)論同樣是對(duì)相關(guān)研究成果的