一种秘密信息的无损传输、隐藏、读取方法及计算机系统

摘要

本发明公开了一种秘密信息的无损传输、隐藏、读取方法及计算机系统，发送端将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，从合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息；有损二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息，并与合成图像均发送至接收端；接收端接收后按照第一规则将合成图像转化为有损二进制秘密信息，将有损二进制秘密信息与二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。通过有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息，实现了秘密信息的无损传输，在秘密信息的无损传输前对二进制残差信息进行加密，提高了秘密信息无损传输的安全性。

权利要求

1.一种秘密信息的无损传输方法，其特征在于，包括：

发送端将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，从所述合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息；所述有损二进制秘密信息与所述二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息，将所述二进制残差信息与所述合成图像均发送至接收端；

接收端接收所述二进制残差信息与所述合成图像；按照第一规则将所述合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。

2.根据权利要求1所述的秘密信息的无损传输方法，其特征在于，所述发送端将所述二进制残差信息与所述合成图像发送至接收端前，将所述二进制残差信息映射为包含二进制残差信息的映射图像，再与所述合成图像一同发送至接收端；

所述接收端接收到包含二进制残差信息的映射图像后，将所述映射图像映射为所述二进制残差信息。

3.根据权利要求1所述的秘密信息的无损传输方法，其特征在于，所述发送端在将所述二进制残差信息映射为包含二进制残差信息的映射图像之前，还对所述二进制残差信息进行无损压缩；再将无损压缩后的二进制残差信息映射为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像，再与所述合成图像一同发送至接收端；

所述接收端接收到包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像后，先将所述映射图像映射为无损压缩后的二进制残差信息，再进行与无损压缩对应的解压操作，得到二进制残差信息。

4.一种秘密信息的隐藏方法，其特征在于，将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，从所述合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息；所述有损二进制秘密信息与所述二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息，将所述二进制残差信息与所述合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输；

接收到所述二进制残差信息与所述合成图像；按照第一规则将所述合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。

5.根据权利要求4所述的秘密信息的隐藏方法，其特征在于，将所述二进制残差信息与所述合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输前，将所述二进制残差信息映射为包含二进制残差信息的映射图像，再与所述合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输。

6.根据权利要求5所述的秘密信息的隐藏方法，其特征在于，在将所述二进制残差信息映射为包含残差信息的映射图像之前，还对所述二进制残差信息进行无损压缩；再将无损压缩后的二进制残差信息映射为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像，再与所述合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输。

7.一种秘密信息的读取方法，其特征在于，获取二进制残差信息与合成图像；按照第一规则将合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息，所述合成图像指通过将二进制的原始秘密信息合成得到的隐藏秘密信息的合成图像；所述二进制残差信息指通过从所述合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息，并将所述有损二进制秘密信息与所述二进制的原始秘密信息进行异或操作所得到的二进制残差信息。

8.根据权利要求7所述的秘密信息的读取方法，其特征在于，当获取的二进制残差信息为包含二进制残差信息的映射图像时，将所述映射图像映射为所述二进制残差信息。

9.根据权利要求8所述的秘密信息的读取方法，其特征在于，当获取的包含二进制残差信息的映射图像为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像时，将包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像映射为无损压缩后的二进制残差信息，再进行无损压缩的解压操作，得到二进制残差信息。

10.一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至9任一所述方法的步骤。

说明书

一种秘密信息的无损传输、隐藏、读取方法及计算机系统

技术领域

[0001] 本发明涉及信息隐藏技术领域，尤其涉及一种秘密信息的无损传输、隐藏、读取方法及计算机系统。

背景技术

[0002] 隐写技术是一种在公共数字媒体中隐藏秘密信息的手法，隐藏的媒介可以是图片，视频和音频等。传统的图像隐写技术一般为找一个载体图片并通过将载体图片轻微的修改从而将秘密信息嵌入到载体图片中。这类方法由于修改了图像自身的特征，会在图像上留下易被察觉的痕迹，因此易被隐写分析技术检测出来。

[0003] 为了解决这一问题，“无载体”隐写方法被提出。“无载体”由于不直接修改载体的内容，使得基于分析图像特征来判断图像是否有隐藏信息的隐写分析技术的效果大打折扣。目前“无载体”隐写主要分为两类：基于图像合成的方法和基于秘密信息映射的方法。该两类方法解决了传统图像隐写由于修改了图像的统计信息而容易被隐写分析算法检测出来的问题，但它们自身也存在一定的缺陷。在基于秘密信息映射的“无载体”隐写方法中，一般传输的是二进制的秘密信息，虽然可以实现秘密信息的无损传输，但由于每个秘密信息都要有对应的图像去隐藏，秘密信息每增加一位，需要的对应图像数量便会呈指数级增加；而若将长的秘密信息进行分段，又会存在每传递一组秘密信息便需要很多图片的问题，可能导致行为不安全从而被怀疑；在基于图像合成的“无载体”隐写方法中，由于携带秘密信息的图像是人为生成的，因此图像可能存在不真实的问题；而且由于秘密信息的隐藏和提取一般使用预训练的深度学习模型，秘密信息的提取可能存在一定的错误。

[0004] 因此，如何研发一种对秘密信息进行无损传输的方法成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种秘密信息的无损传输、隐藏、读取方法及计算机系统，用以解决现有技术中利用信息隐藏方法提取的秘密信息时秘密信息存在错误率的技术问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

[0007] 一种秘密信息的无损传输，包括：

[0008] 发送端将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，从合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息；有损二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息，将二进制残差信息与合成图像均发送至接收端；

[0009] 接收端接收二进制残差信息与合成图像；按照第一规则将将合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。

[0010] 优选的，发送端将二进制残差信息与合成图像发送至接收端前，将二进制残差信息映射为包含二进制残差信息的映射图像，再与合成图像一同发送至接收端。

[0011] 接收端接收到包含二进制残差信息的映射图像后，将映射图像映射为二进制残差信息。

[0012] 优选的，发送端在将二进制残差信息映射为包含二进制残差信息的映射图像之前，还对二进制残差信息进行无损压缩；再将无损压缩后的二进制残差信息映射为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像，再与合成图像一同发送至接收端；

[0013] 接收端接收到包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像后，先将映射图像映射为无损压缩后的二进制残差信息，再进行与无损压缩对应的解压操作，得到二进制残差信息。

[0014] 本发明的实施例还提供了一种秘密信息的隐藏方法，将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，从合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息；有损二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息，将二进制残差信息与合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输。

[0015] 优选的，将二进制残差信息与合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输前，将二进制残差信息映射为包含二进制残差信息的映射图像，再与合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输。

[0016] 优选的，在将二进制残差信息映射为包含残差信息的映射图像之前，还对二进制残差信息进行无损压缩；再将无损压缩后的二进制残差信息映射为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像，再与合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输。

[0017] 本发明的实施例还提供了一种秘密信息的读取方法，获取二进制残差信息与合成图像；按照第一规则将合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。

[0018] 优选的，当获取的二进制残差信息为包含二进制残差信息的映射图像时，将映射图像映射为二进制残差信息。

[0019] 优选的，当获取的包含二进制残差信息的映射图像为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像时，将包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像映射为无损压缩后的二进制残差信息，再进行无损压缩的解压操作，得到二进制残差信息。

[0020] 本发明的实施例还提供了一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一方法的步骤。

[0021] 本发明具有以下有益效果：

[0022] 发送端将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，从合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息；有损二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息，将二进制残差信息与合成图像均发送至接收端；接收端接收二进制残差信息与合成图像；按照第一规则将将合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。通过有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息，实现了秘密信息的无损传输，同时在秘密信息的无损传输前对二进制残差信息进行加密，提高了秘密信息无损传输的安全性。

[0023] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

[0024] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0025] 图1是本发明优选实施例的一种秘密信息的无损传输、隐藏、读取方法及计算机系统的原理示意图。

具体实施方式

[0026] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

[0027] 实施例1：

[0028] 参见图1，本发明的一种无损信息隐藏方法，包括：

[0029] 发送端将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，该二进制秘密具有256位，从所述合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息，所述有损二进制秘密信息与所述二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息如下：[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]；

[0030] 其中，“0”表示伪二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息正确的位，“1”表示伪二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息错误的位。

[0031] 第一规则为将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像的逆操作的规则。

[0032] 对所述二进制残差信息进行无损压缩：获取二进制残差信息中“1”的数量以及位置；使用位置编码即二进制数表示“1”在二进制残差信息中的位置，从二进制数0开始表示“1”的位置，例如，二进制数0表示二进制残差信息的第1位为“1”，二进制数1表示二进制残差信息的第2位为“1”，每个表示“1”的二进制数的位相同，且补足至所能表示二进制残差信息的最后一位位置的二进制数的最大位。具体实施时，每个表示“1”的二进制数的位由二进制残差信息的长度决定。将表示每个“1”的位置的二进制数前后拼接，得到无损压缩后的二进制残差信息。具体实施时，二进制残差信息具有“0”很多“1”很少的特点，故该无损压缩方法既可以保证残差信息可以被解压，也提高压缩比例与压缩效率。

[0033] 上述二进制残差信息中，“1”的数量为5，分别在第51、167、172、188、194位；

[0034] 故位于二进制残差信息第51位的“1”表示为“00110010”；

[0035] 位于二进制残差信息第167位的“1”表示为“10100110”；

[0036] 位于二进制残差信息第172位的“1”表示为“10101011”；

[0037] 位于二进制残差信息第188位的“1”表示为“10111011”；

[0038] 位于二进制残差信息第194位的“1”表示为“11000001”。

[0039] 将表示每个“1”的位置的二进制数按照顺序前后拼接，得到压缩后的二进制残差信息如下：[0011001010100110101010111011101111000001]。

[0040] 再将无损压缩后的二进制残差信息映射为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像，并与所述合成图像一同发送至接收端。

[0041] 接收端接收到包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像后，先将所述映射图像映射为无损压缩后的二进制残差信息，再进行与无损压缩对应的解压操作，得到二进制残差信息；按照第一规则将所述将合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。

[0042] 实施例2：

[0043] 参见图1，一种秘密信息的隐藏方法，包括：发送端将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，该二进制的原始秘密信息具有256位，从所述合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息，所述有损二进制秘密信息与所述二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息如下：[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0]；

[0044] 其中，“0”表示伪二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息信息正确的位，“1”表示伪二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息错误的位。

[0045] 第一规则为将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像的逆操作的规则。

[0046] 对所述二进制残差信息进行无损压缩：获取二进制残差信息中“1”的数量以及位置；使用位置编码即二进制数表示“1”在二进制残差信息中的位置，从二进制数0开始表示“1”的位置，例如，二进制数0表示二进制残差信息的第1位为“1”，二进制数1表示二进制残差信息的第2位为“1”，每个表示“1”的二进制数的位相同，且补足至所能表示二进制残差信息的最后一位位置的二进制数的最大位。具体实施时，每个表示“1”的二进制数的位由二进制残差信息的长度决定。将表示每个“1”的位置的二进制数前后拼接，得到无损压缩后的二进制残差信息。具体实施时，二进制残差信息具有“0”很多“1”很少的特点，故该无损压缩方法既可以保证残差信息可以被解压，也提高压缩比例与压缩效率。

[0047] 上述二进制残差信息中，“1”的数量为5，分别在第51、167、172、188、194位；

[0048] 故位于二进制残差信息第51位的“1”表示为“00110010”；

[0049] 位于二进制残差信息第167位的“1”表示为“10100110”；

[0050] 位于二进制残差信息第172位的“1”表示为“10101011”；

[0051] 位于二进制残差信息第188位的“1”表示为“10111011”；

[0052] 位于二进制残差信息第194位的“1”表示为“11000001”。

[0053] 将表示每个“1”的位置的二进制数按照顺序前后拼接，得到压缩后的二进制残差信息如下：[0011001010100110101010111011101111000001]。

[0054] 再将无损压缩后的二进制残差信息映射为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像，并与所述合成图像一同作为加密的秘密信息进行传输。

[0055] 实施例3：

[0056] 参见图1，一种秘密信息的读取方法，包括：接收端接收到的二进制残差信息为包含无损压缩后的二进制残差信息的映射图像与合成图像后，先将所述映射图像映射为无损压缩后的二进制残差信息，再进行与无损压缩对应的解压操作，得到二进制残差信息；按照第一规则将所述将合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。

[0057] 实施例4:

[0058] 一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一方法的步骤。

[0059] 本发明的一种秘密信息的无损传输、隐藏、读取方法及计算机系统，发送端将二进制的原始秘密信息合成为隐藏秘密信息的合成图像，从合成图像中按照第一规则提取有损二进制秘密信息；有损二进制秘密信息与二进制的原始秘密信息进行异或操作，得到二进制残差信息，将二进制残差信息与合成图像均发送至接收端；接收端接收二进制残差信息与合成图像；按照第一规则将将合成图像转化为有损二进制秘密信息，并将有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息。通过有损二进制秘密信息与接收到的二进制残差信息进行比对结合，得到二进制的原始秘密信息，实现了秘密信息的无损传输，同时在秘密信息的无损传输前对二进制残差信息进行加密，提高了秘密信息无损传输的安全性。因此，本发明实现了秘密信息的无损传输，且具有更高的保密性。

[0060] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。