CN117240435A - 一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，涉及信息隐藏技术领域。该方法包括：对原始载体进行解耦合加密，生成多个加密载体；任意预设个数个加密载体包含原始载体的全部信息；任一加密载体包含原始载体的部分信息；预设个数小于加密载体的数量；将数据嵌入到加密载体中得到对应的带标记加密载体；当前接收方在授权带标记加密载体达到预设个数时，利用信息隐藏密钥对对应的授权带标记加密载体分别进行数据提取处理，得到嵌入的数据；利用解密密钥对授权带标记加密载体进行载体恢复处理，得到原始载体。本发明能够提高信息隐藏的灵活性和嵌入容量。

Description

一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法

技术领域

本发明涉及信息隐藏技术领域，特别是涉及一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法。

背景技术

可逆信息隐藏是一种将数据嵌入到载体中，并执行可逆的数据提取与载体恢复的技术。随着隐私保护的需求，加密域可逆信息隐藏应运而生，它由内容所有方对载体进行加密并将生成的加密载体分发给信息隐藏方，信息隐藏方将数据嵌入到加密载体中生成带标记加密载体，接收方从授权的带标记加密载体中提取嵌入的数据和恢复原始载体。相较于加密域可逆信息隐藏，多方加密域可逆信息隐藏将载体加密成多份加密载体并将其分发给多个不同的信息隐藏方用于信息隐藏。多方加密域可逆信息隐藏确保即使部分信息隐藏方受损，也能从未受损的信息隐藏方中获取足够的带标记加密载体进行载体恢复，这进一步保护了原始载体的安全性。

现有的多方加密域可逆信息隐藏利用秘密共享将原始载体加密成份加密载体，并将其分发给n个信息隐藏方。对于第/>个加密载体，对应的信息隐藏方将其分成大小为n的块，并将数据嵌入到块中的第i个位置中。为了实现上述的数据嵌入，内容所有方需要设置特定的参数并将其嵌入到加密载体中，用于告知信息隐藏方可嵌入的位置。现有技术存在的缺点：（1）灵活性较差。由秘密共享生成的加密载体具有较强的耦合性，当某个信息隐藏方将数据嵌入到加密载体的某个位置时，其他信息隐藏方就无法将数据嵌入到相应的位置中，导致信息隐藏灵活性较差。（2）嵌入容量不高。加密载体中只有部分元素被用于嵌入数据，嵌入到加密载体的数据有限，导致嵌入容量不高。特别是当生成的加密载体较多时，每个加密载体中能够被用于数据嵌入的元素快速减少，这进一步降低了嵌入容量。

发明内容

本发明的目的是提供一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，能够提高信息隐藏的灵活性和嵌入容量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，隐藏方法应用于多方加密域可逆信息隐藏模型，多方加密域可逆信息隐藏模型包括：内容所有方、信息隐藏方和多个接收方；

信息隐藏方包括多个子信息隐藏方；

信息隐藏方中的所有子信息隐藏方均与内容所有方连接；

任一接收方与多个授权子信息隐藏方连接；授权子信息隐藏方为信息隐藏方中授权给接收方的子信息隐藏方；

方法包括：

内容所有方利用加密密钥对原始载体进行解耦合加密，生成多个加密载体，并将所述加密载体分别发送至对应的子信息隐藏方；任意预设个数个加密载体包含原始载体的全部信息；任一加密载体包含原始载体的部分信息；预设个数小于加密载体的数量；

子信息隐藏方利用信息隐藏密钥将需隐藏数据嵌入到加密载体中，得到对应的带标记加密载体；

确定任一接收方为当前接收方；

信息隐藏方将部分带标记加密载体作为授权带标记加密载体发送至当前接收方；

当前接收方在授权带标记加密载体达到预设个数时，利用信息隐藏密钥提取预设个数个授权带标记加密载体中的嵌入数据；所述嵌入数据与所述需隐藏数据相同；

当前接收方利用解密密钥对授权带标记加密载体进行载体恢复处理，得到原始载体。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，应用于多方加密域可逆信息隐藏模型。对原始载体进行解耦合加密，生成多个加密载体；任意预设个数个加密载体包含原始载体的全部信息；任一加密载体包含原始载体的部分信息；预设个数小于加密载体的数量；将数据嵌入到加密载体中得到对应的带标记加密载体；当前接收方在授权带标记加密载体达到预设个数时，利用信息隐藏密钥对对应的授权带标记加密载体分别进行数据提取处理，得到嵌入的数据；利用解密密钥对授权带标记加密载体进行载体恢复处理，得到原始载体。本发明利用同态加密算法对由秘密共享算法生成的共享进行解耦合，使得加密载体的数据嵌入不受限制，能够提高信息隐藏的灵活性和嵌入容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，能够提高信息隐藏的灵活性和嵌入容量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1，本实施例提供了一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，其特征在于，隐藏方法应用于多方加密域可逆信息隐藏模型，多方加密域可逆信息隐藏模型包括：内容所有方、信息隐藏方和多个接收方；

信息隐藏方包括多个子信息隐藏方；

信息隐藏方中的所有子信息隐藏方均与内容所有方连接；

任一接收方与多个授权子信息隐藏方连接；授权子信息隐藏方为信息隐藏方中授权给接收方的子信息隐藏方；

方法包括：

内容所有方利用加密密钥对原始载体进行解耦合加密，生成多个加密载体，并将所述加密载体分别发送至对应的子信息隐藏方；任意预设个数个加密载体包含原始载体的全部信息；任一加密载体包含原始载体的部分信息；预设个数小于加密载体的数量；

子信息隐藏方利用信息隐藏密钥将需隐藏数据嵌入到加密载体中，得到对应的带标记加密载体；

确定任一接收方为当前接收方；

信息隐藏方将部分带标记加密载体作为授权带标记加密载体发送至当前接收方；

当前接收方在授权带标记加密载体达到预设个数时，利用信息隐藏密钥提取预设个数个授权带标记加密载体中的嵌入数据；所述嵌入数据与所述需隐藏数据相同；

当前接收方利用解密密钥对授权带标记加密载体进行载体恢复处理，得到原始载体。

内容所有方利用加密密钥对原始载体进行解耦合加密，生成多个加密载体，并将所述加密载体分别发送至对应的子信息隐藏方，包括：

内容所有方利用加密密钥对原始载体进行秘密共享加密，生成多份共享；

内容所有方将多份共享分别进行同态加密，得到多个加密载体，并将所述加密载体分别发送至对应的子信息隐藏方。

当前接收方利用解密密钥对授权带标记加密载体进行载体恢复处理，得到原始载体，包括：

获取多个授权带标记加密载体；授权带标记加密载体是授权子信息隐藏方利用信息隐藏密钥将数据嵌入到加密载体中并向当前接收方授权得到的；加密载体是内容所有方利用加密密钥对原始载体进行解耦合加密得到的；

对对应的授权带标记加密载体分别进行同态解密处理，得到多份授权共享；

利用解密密钥对多份授权共享进行秘密共享解密处理，得到原始载体。

在获取多个授权带标记加密载体之前，还包括：

判断与当前接收方连接的授权子信息隐藏方的数量是否达到预设个数；

若达到，则执行步骤“获取多个授权带标记加密载体”；

若未达到，则向信息隐藏方发送授权请求。

本实施例提供的具有解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法包括三个阶段：载体加密阶段，数据嵌入阶段和数据提取与载体恢复阶段。在载体加密阶段，内容所有方首先利用加密密钥对原始载体进行秘密共享加密以生成多份共享，然后对每份共享执行同态加密以生成对应的加密载体；在数据嵌入阶段，信息隐藏方利用信息隐藏密钥将数据嵌入到加密载体中并生成带标记加密载体；在数据提取与载体恢复阶段，当足够的带标记加密载体被授权给接收方，接收方首先执行数据提取以获取嵌入的数据，然后执行载体恢复以获取原始载体。具体技术描述如下：

在载体加密阶段，首先利用秘密共享算法将原始载体I加密成份共享，然后对生成的n份共享进行同态加密运算，得到原始载体I对应的n份加密载体，并将每个加密载体分发给对应的信息隐藏方。对于原始载体I，秘密共享过程表示如下：

（1）。

其中，表示使用加密密钥ke的秘密共享算法，Rs表示由秘密共享算法确定的随机数集合，C_i表示生成的第i份共享。秘密共享是将原始载体加密成多份共享，使得每份共享都只能获取原始载体的部分信息，这使得生成的共享具有较强的耦合性。本技术引入同态加密对生成的共享进行解耦合，表达式如下：

（2）。

其中，表示同态加密算法，/>表示由同态加密算法确定的随机数集合，/>表示生成的加密载体。最后，将加密载体/>分发给第i个信息隐藏方用于数据嵌入。

在数据嵌入阶段，第i个信息隐藏方使用信息隐藏密钥，/>将数据嵌入到加密载体中并生成带标记加密载体。假设第i个信息隐藏方中要被嵌入的数据为，其中，T是D_i的比特数。首先根据同态加密算法HE，选择随机数集合/>，计算生成同态加密算法HE的单位元所对应的密文，其中，/>为同态加密算法HE的单位元。其次将加密载体/>与生成的单位元密文/>进行同态运算，生成带标记加密载体，即：

（3）。

其中，表示同态运算操作，生成的带标记加密载体/>的状态等价D_i的状态。

因此，数据嵌入过程表示如下：

（4）。

其中，表示带有信息隐藏密钥/>的数据嵌入算法。

在数据提取与载体恢复阶段，接收方收集到足够的带标记加密载体后可以执行数据提取与载体恢复。对于数据提取可以通过判断带标记加密载体的状态进行实现，表达式如下：

（5）。

其中，表示带有信息隐藏密钥/>的数据提取算法；/>表示收集到的第/>个带标记加密载体；/>表示从第/>个带标记加密载体/>中提取的数据，/>。

对于载体恢复，接收方首先对每个带标记加密载体进行同态解密以生成对应的共享，其次使用解密密钥对生成的/>份共享进行秘密共享解密以恢复原始载体。载体恢复过程如下式所示：

（6）。

其中，表示同态解密算法，/>表示使用解密密钥的秘密共享解密算法；/>为同态解密生成的/>份共享，。

本实施例提供的具有解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法不仅保留了现有多方加密域可逆信息隐藏模型中每个信息隐藏方都只能获取部分载体信息的特点，而且使得每个信息隐藏方在执行信息隐藏操作时变得更加灵活。经过解耦合的加密载体，其中有更多的元素能够被用于嵌入数据，这有助于提高嵌入容量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，其特征在于，隐藏方法应用于多方加密域可逆信息隐藏模型，多方加密域可逆信息隐藏模型包括：内容所有方、信息隐藏方和多个接收方；

信息隐藏方包括多个子信息隐藏方；

信息隐藏方中的所有子信息隐藏方均与内容所有方连接；

任一接收方与多个授权子信息隐藏方连接；授权子信息隐藏方为信息隐藏方中授权给接收方的子信息隐藏方；

方法包括：

内容所有方利用加密密钥对原始载体进行解耦合加密，生成多个加密载体，并将所述加密载体分别发送至对应的子信息隐藏方；任意预设个数个加密载体包含原始载体的全部信息；任一加密载体包含原始载体的部分信息；预设个数小于加密载体的数量；

子信息隐藏方利用信息隐藏密钥将需隐藏数据嵌入到加密载体中，得到对应的带标记加密载体；

确定任一接收方为当前接收方；

信息隐藏方将部分带标记加密载体作为授权带标记加密载体发送至当前接收方；

当前接收方在授权带标记加密载体达到预设个数时，利用信息隐藏密钥提取预设个数个授权带标记加密载体中的嵌入数据；所述嵌入数据与所述需隐藏数据相同；

当前接收方利用解密密钥对授权带标记加密载体进行载体恢复处理，得到原始载体。

2.根据权利要求1所述的一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，其特征在于，内容所有方利用加密密钥对原始载体进行解耦合加密，生成多个加密载体，并将所述加密载体分别发送至对应的子信息隐藏方，包括：

内容所有方利用加密密钥对原始载体进行秘密共享加密，生成多份共享；

内容所有方将多份共享分别进行同态加密，得到多个加密载体，并将所述加密载体分别发送至对应的子信息隐藏方。

3.根据权利要求1所述的一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，其特征在于，当前接收方利用解密密钥对授权带标记加密载体进行载体恢复处理，得到原始载体，包括：

获取多个授权带标记加密载体；授权带标记加密载体是授权子信息隐藏方利用信息隐藏密钥将数据嵌入到加密载体中并向当前接收方授权得到的；加密载体是内容所有方利用加密密钥对原始载体进行解耦合加密得到的；

对对应的授权带标记加密载体分别进行同态解密处理，得到多份授权共享；

利用解密密钥对多份授权共享进行秘密共享解密处理，得到原始载体。

4.根据权利要求3所述的一种解耦合的多方加密域可逆信息隐藏方法，其特征在于，在获取多个授权带标记加密载体之前，还包括：

判断与当前接收方连接的授权子信息隐藏方的数量是否达到预设个数；

若达到，则执行步骤“获取多个授权带标记加密载体”；

若未达到，则向信息隐藏方发送授权请求。