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，當其中具有許可權(quán)限的一組持有人無欺詐地示出自己的份額并組合在一起，就可以恢復出原始秘密?？梢暶孛芄蚕砜蓮V泛地應用于普適計算、核導彈的發(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研究，研究內(nèi)容主要包括多像素不擴展編碼、利用反轉(zhuǎn)實現(xiàn)理想對比度、具有掩圖和認證功能的新型密圖分存、通用訪問結(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、一個像素。本文提出了一種自適應不擴展多像素同時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地進行步長可變的加密編碼，每步編碼的步長等于掃描序列中連續(xù)相同像素的個數(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；是像素不擴展編碼方案，且還原秘密時無需任何計算和密碼學知識；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。實驗結(jié)果表明，對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雜性較低的特點。
　　 可視密圖分存方案的一個主要不足是重構(gòu)后圖像的對比度損失嚴重，增加編碼輪數(shù)并在密圖重構(gòu)時利用反轉(zhuǎn)操作是改善對比度的一個有效途徑。本文提出了一種利用反轉(zhuǎn)操作實現(xiàn)理想對比度的新型可視秘密共享方案。該方案僅通過[m/h]輪編碼就可使重構(gòu)密圖達到理想對比度；采取像素塊編碼的方式(即多點同時編碼)，一次可同時對

4、m個像素作編碼處理；不產(chǎn)生像素擴展現(xiàn)象；實驗結(jié)果表明，對各種訪問結(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，本文還改進了Cimato等方案，在達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)開銷；另外還提出了一個基于NPBVSS的優(yōu)化方案，采用像素塊編碼的方式提高了編碼效率，并消除了像素擴展現(xiàn)象，系統(tǒng)開銷是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，能夠認證份額圖像來源的合法性，并可精確還原原始密圖。提出的LSBs/RW方法在進行替換操作之前通常可以給出9個候選值，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)應用場合的不同，實現(xiàn)嵌入容量與圖像質(zhì)量之間的動態(tài)平衡。同時，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必要條件。
　　 目前對于秘密共享的研究主要還是集中在具備完善性的訪問結(jié)構(gòu)上，且所包含的訪問集個數(shù)較少；關(guān)于份額界的研究主要還是以被研究對象服從均勻分布為假設前提，并以份額所需比特位數(shù)作為界的度量，這些都會導致研究成

7、果具有一定的局限性。本文基于通用訪問結(jié)構(gòu)，給出了包含任意多個訪問集、適用于完善性與非完善性訪問結(jié)構(gòu)的基于信息論的一般性結(jié)論，這些結(jié)論是對已有相關(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出一些新的成果，也可使已知相關(guān)成果的證明和推導過程變得簡潔明了；同時，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)論同樣是對相關(guān)研究成果的