视觉密码技术应用与研究

摘要

信息作为一种新型的资源，在科技快速发展的今天，越来越被人们广泛关注。这也使得人们对自身相关私密信息以及需要保护的信息提出了更高的安全要求。视觉密码在1995年由Shamir和Naor共同提出，其为人们对于秘密信息的保护提供了一种新的方法。视觉密码可以对文本、二值图像、灰度图像等多种对象加密，并且将生成的共享图像分发给多个参与者，从而保证秘密信息的安全性。对共享秘密信息的恢复是通过对共享图像的简单叠加得到的，参与者无需了解任何密码学知识。正是由于其简单的恢复特性，使得视觉密码可以被各种人群所使用。本文主要针对视觉密码研究领域中基于或操作视觉密码方案中存在的视觉效果问题和加密容量问题进行研究，并提出了高视觉质量和多秘密共享的视觉密码方案。本文主要工作内容如下：
　　(1)对已有的基于或操作的视觉密码方案进行了简单总结。并对其中存在的问题做了分析：单秘密图像共享的视觉密码方案中存在的像素扩展问题；多秘密图像共享的视觉密码方案中存在的角度问题；基于或操作的视觉密码方案中存在的视觉质量问题。
　　(2)针对视觉密码方案中存在的像素扩展和恢复密图视觉效果差的问题提出了一种基于动态构造共享矩阵的新型(K,K)视觉密码方案。方案通过动态构造的矩阵集合和随机函数选择不同的矩阵来共享密图，从而提高了视觉效果。同时基于像素块的编码操作保证了方案的无像素扩展。基于动态共享的(4,4)实验方案表明了方案的高效性和无扩展性。
　　(3)针对多秘密视觉密码方案中存在的角度叠加问题和视觉质量问题提出了一种基于队列特性的(2,N-1,N)多秘密视觉密码方案。方案中运用多级对比度的特性来提高恢复密图的视觉质量，利用相邻共享图像的关系来共享多幅秘密图像。基于队列特性的(2,3,4)试验方案证明了方案的多秘密特性和高视觉质量特性。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 视觉密码综合介绍

1.4 本文组织结构和研究内容

2 视觉密码技术研究基础

2.1 Shamir 视觉密码方案的研究

2.2 多级对比度方案的研究

2.3 多秘密方案的研究

2.4 本章小结

3 基于动态共享的新型(K,K)视觉密码

3.1 基于动态共享的方案

3.2 新型动态共享方案的构造

3.3 新型动态共享方案的证明

3.4 新型动态共享方案的实验和分析

3.5 本章小结

4 基于队列特性的多秘密视觉密码

4.1 多秘密视觉密码方案概述

4.2 基于队列特性多秘密共享方案的流程

4.3 基于队列特性的多秘密共享方案的证明

4.4 基于队列特性的多秘密共享方案的实验与分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的研究成果

致谢