基于有视觉意义密文图像的多重可逆信息隐藏研究

With the popularity of outsourcing data to the cloud, reversible data hiding in encrypted images has attracted considerable attention for protecting the privacy of data and enable the cloud server to easily manage the data at the same time. In traditional encryption algorithms, original image will be encrypted into a texture-like or noise-like image. The obvious visual sign may indicate the presence of a valuable image and results in a large number of vicious attacks. Data hiding in this circumstance will loss the characteristic of imperceptibility. To protect the security of valuable images and secret data, in this project, we try to bring in the new image encryption concept of transforming an original image into a visually meaningful encrypted one, and proposed an imperceptibility reversible data hiding scheme based on the visually meaningful encrypted image. Furthermore, we plan to combine the concept of reserving room before encryption based on lossless compression algorithms, to proposed a multi-layer reversible data hiding framework which can embed and extract the secret data at different encryption stages individually. The multi-layer reversible data hiding framework developed in this project will obtains a significant performance with high-capacity, be imperceptible and suitable for variant situation.

以云端图像的便捷管理与安全性提升为目的，密文域下的图像可逆信息隐藏研究议题正得到越来越广泛的关注。传统的图像加密算法多被设计为将原始图像加密成无视觉意义的密文图像，而以无视觉意义的图像作为载体进行信息嵌入，违背了信息隐藏不可感知性的初衷。本项目从可生成有视觉意义密文图像的加密机制这一关键技术切入，希望能系统地研究密文域下具伪装特性的可逆信息隐藏方法，以求从根本上保证图像的保密性与信息传递的安全性。此外，我们还计划结合以无损压缩为基础的明文预留空间算法，试图变相地突破原始图像信息熵极值性的限制，在原始图像加密前、中、后三个阶段都提供相对独立的信息隐藏方法。研究成果将提供一套兼具伪装特性、高嵌入容量以及高适用性等特点的多重可逆信息隐藏方案，在提升新时代云环境下图像存储与信息传递的安全性的同时，可进一步推进信息安全相关应用的发展。

以云端图像的便捷管理与安全性提升为目的，密文域下的图像可逆信息隐藏研究议题正得到越来越广泛的关注。传统的图像加密算法多被设计为将原始图像加密成无视觉意义的密文图像，而以无视觉意义的图像作为载体进行信息嵌入，违背了信息隐藏不可感知性的初衷。本项目从可生成有视觉意义密文图像的加密机制这一关键技术切入，系统地研究密文域下具伪装特性的可逆信息隐藏方法，可以从根本上保证图像的保密性与信息传递的安全性。此外，我们还结合以无损压缩为基础的明文预留空间算法，变相地突破原始图像信息熵极值性的限制，在原始图像加密前、中、后三个阶段都提供相对独立的信息隐藏方法。本项目研究取得了较显著的成果。在加密前的明文 预留空间算法方面，提出了新颖的将图像压缩技术和信息隐藏技术无缝集成的方 案，在提高密文图像存储效率的同时可有效解决隐私信息保护问题。在可生成有视觉意义密文图像的新型加密算法方面提出了提出了一种基于图像可视转换的伪装方案。原始图像首先通过预加密转换成噪声图像，在伪装过程中利用最低有效位替换方法将噪声图像转换为另一幅具有视觉意义的图像，以避开攻击者的注 意并确保图像的安全性。研究成果提供了一套兼具伪装特性、高嵌入容量以及高适用性等特点的多重可逆信息隐藏方案，在提升新时代云环境下图像存储与信息传递的安全性的同时，可进一步推进信息安全相关应用的发展。

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