面向社交网络隐私保护的图像感知Hash研究

摘要

Web2.0时代的到来为社交网络的发展提供了契机并呈现蓬勃发展的态势。随着社交网络的普及，人们分享和发布的信息越来越多，隐私安全问题越来越严峻，隐私保护需求越来越强烈。近年来，隐私信息泄露和滥用事件屡见不鲜，更加剧了人们对社交网络隐私问题的关注。本文聚焦社交网络中最常见的信息载体——图像并对其应用的隐私保护方法进行研究。
　　社交网络中的大量的图像资源存在各种拷贝、篡改和伪造的风险，感知Hash在网络海量信息的取证、盗版检测和来源追踪等应用中发挥重要的作用。针对目前感知Hash研究在应用环节的隐私保护和安全性方面的不足，本文提出并设计具有隐私保护的感知Hash安全协议，并在此基础上设计了符合协议的具体加密算法和Hash算法，实验证明其部署在社交网络中的可行性，为感知Hash的网络应用提供全过程隐私保护。主要研究内容包括:
　　首先，针对传统感知Hash应用双方架构不适宜社交网络分布式环境，提出四方安全架构和基于该架构的两个基本定义。四方架构（用户方，取证计算平台，可信取证中心，证书管理机构）保证了职责的分离，为后续感知Hash安全协议和算法提供了安全计算框架。两个基本定义分别为“可交换Hash和加密技术”和“距离保持特征加密算法”。前者用于提取Hash，使得图像加密后提取Hash等同于图像提取Hash后加密;后者用于比较Hash，使得加密Hash的距离比较与明文Hash保持一致。理论和实验都证明两个定义指标保障了该架构在网络环境下的可行性。
　　其次，在基本架构和基本定义的基础上，设计并实现了基于对称密钥的感知Hash安全协议。协议使用用户和计算平台的会话密钥加密图像，计算平台在图像加密的条件下提取感知Hash，提取出来的Hash具有传统感知Hash认证和识别的应用功能，适用于计算平台可信的网络环境中，实验证明其满足计算效率要求高但隐私安全保护要求一般的社交网络应用场合。
　　最后，在基本架构和基本定义的基础上，设计并实现了基于公钥密码的感知Hash安全协议。协议使用用户的公钥证书并配合同态加密算法加密图像，同样能够在加密图像上提取感知Hash并使用，但计算平台无法解密图像，适用于计算平台不可信的网络环境中，实验证明其满足隐私安全保护要求高但计算效率要求低的社交网络应用场合。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 研究现状及意义

1．2．1 研究现状

1．2．2 研究意义

1．3 课题来源及内容组织

1．3．1 课题来源

1．3．2 内容组织

第二章 相关基础知识

2．1 社交网络中的隐私保护

2．2 感知Hash的应用模式

2．2．1 认证模式

2．3．2 识别模式

2．3 图像加密技术

2．3．1 传统图像加密

2．3．2 同态加密

2．3．3 图像加密性能指标

2．4 本章小结

第三章 基于对称密钥的感知Hash协议设计与实现

3．1 基本定义

3．1．1 可交换Hash和加密技术

3．1．2 距离保持特征加密算法

3．2 基本架构和协议

3．2．1 基本架构

3．2．2 基本协议

3．3 安全协议描述

3．3．1 注册阶段

3．3．2 认证阶段

3．3．3 识别阶段

3．4 协议实施和实验

3．4．1 算法设计

3．4．2 实验结果

3．5 分析和讨论

3．5．1 优缺点分析

3．5．2 安全和隐私分析

3．6 本章小结

第四章 基于公钥密码的感知Hash协议设计与实现

4．1 RSA和Paillier同态性证明

4．1．1 RSA乘同态性证明

4．1．2 Paillier加同态性证明

4．1．3 RSA和Paillier同态性结论

4．2 安全协议描述

4．2．1 注册阶段

4．2．2 认证阶段

4．2．3 识别阶段

4．3 协议实施和实验

4．3．1 算法设计

4．3．2 实验结果

4．4 分析和讨论

4．4．1 优缺点分析

4．4．2 安全和隐私分析

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况