流密码加密图像可逆信息隐藏关键技术研究.pdf

流密码加密图像可逆信息隐藏关键技术研究

摘要

加密图像可逆信息隐藏作为一种重要的多媒体信息安全技术，是信息隐藏研究的一个

重要分支。该技术适用于云服务器、医疗、军事、法律认证等数据管理方无权接触图像内

容但需要对图像进行信息嵌入操作以实现来源认证、完整性保护等需求的领域。因此，基

于流密码加密图像可逆信息隐藏关键技术研究就具有重要的研究意义和应用价值。首先，

由于加密后腾出空间类型方法能够以无冗余、无空间相关性、信息熵接近最大的高强度加

密图像作为载体。其次，在该类型方法中，流密码具有实现快速、可以按位加密实现高强

度加密图像、具有同态性可以支持多种有效密文域信息嵌入方法等优势，是一种适用的图

像加密方法。综上，本研究基于流密码加密图像的加密后腾出空间类型技术研究，旨在提

出新型的高容量信息隐藏技术，具体工作包括：

（1）提出一种基于GAN图像插值模型的加密图像可逆信息隐藏技术。该技术对现有

一种新型GAN图像插值模型进行改进，以提升插值精确性。基于该改进模型，建立可逆

信息隐藏的图像恢复机制，实现面向流密码按位加密图像的加密后腾出空间方法。实验结

果证明，所提出的技术相比现有技术，能够提升信息隐藏容量。

（2）提出一种基于迭代图像插值机制的加密图像可逆隐藏技术。该技术中图像的信

息嵌入与信息提取分为两个阶段，以扩充可用载体像素，实现容量提升。该方法在图像恢

复时，两个阶段分别使用抛物线插值算法和变种双三次插值算法对含有秘密信息的解密图

像进行迭代数据提取和图像复原，以实现信息提取与图像恢复的高精确度。实验结果证明，

所提出的技术相比现有技术，能够提升信息隐藏容量。

（3）引入BCH纠错编码并应用于所提技术。利用该技术框架中信息提取与图像恢复

同步的特点，在信息嵌入前对秘密信息进行纠错码编码，并在提取信息后解码并重建原始

编码信息，以更低的容量代价实现无误信息提取和图像恢复。实验结果证明，引入纠错码

能够降低完全可逆所需的容量代价，有效提升信息隐藏容量。

关键词：可逆信息隐藏；加密图像；流密码；插值预测；纠错编码

ResearchonKeyTechnologiesforReversibleDataHiding

inImagesEncryptedbyStreamCipher

Abstract

Asoneoftheimportantinformationsecuritytechnologyformultimedia,reversibledata

hidinginencryptedimage(RDHEI)isanimportantbranchofdatahiding.Thistechnologyis

suitableforcloudservers,medical,military,legalauthentication,andotherareaswherethedata

managerdoesnothaveaccesstotheimagecontent,butneedstoembedinformationintothe

imagefortherequirementsofsourceauthentication,integrityprotectionorothersecurity

purposes.Therefore,itisimportanttostudyRDHEIwhichtakestheimagesencryptedbystream

cipherasthecarriers.Firstly,sincethevacatingroomafterencryptionmethodscantakethe

high-strengthencryptedimagewithnoredundancy,nospatialcorre