基於信息隱藏的數據安全保護方法
2023-10-29 18:38:07 1
基於信息隱藏的數據安全保護方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於信息隱藏的數據安全保護方法，首先將關鍵數據轉換成相對應的二值圖像，應用現有的隱藏算法將關鍵數據和其二值圖像的多個備份隱藏在圖像中，只需載密圖像保存資料庫或傳輸。即使載密圖像受噪聲或剪切等幹擾，本方法依然可以較好的提取關鍵數字信息，本方法具有較好的穩健性。由於本方法在存儲信息時，需要額外的圖像作為載體。若在用戶群較大的應用平臺使用本方法，則需要額外的數據量也相對較多，這對資料庫負荷較大，但本方法的安全性高，所以本方法適用於信息機密但用戶群小的部門。
【專利說明】基於信息隱藏的數據安全保護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號處理領域和計算機【技術領域】，特別是一種基於信息隱藏的數據安全保護方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的發展，產生大量的數據信息，由於缺少保護數據的先進方法，近年來常常發生大量數據被非法交易等問題。目前大量數據存儲在資料庫中，資料庫管理員可以將資料庫中的數據進行拷貝複製，就有可能導致一些重要的數據外洩。計算機網絡是一個公開的傳輸平臺，傳輸的信息很容易被一些非法攻擊者注意，一些非常重要的關鍵數據受到破壞和竊取，這有可能會造成不可估量的損失。因此，如何確保數據存儲和傳輸的安全是急需解決的問題。
[0003]當前主要是應用加密技術對數據進行保護，在保證信息安全方面發揮著重要作用。加密方法是將被保護的數據進行處理使其變得雜亂無章，只有擁有正確密鑰才能對數據進行解密從而還原出正確的數據信息。數據加密後產生的密文雜亂無章使人無法理解，但正是因為這種雜亂無章的密文才顯示了該信息的重要性，容易引起攻擊者的特別注意和重視，導致攻擊者對加密的數據進行分析或破壞，對數據安全形成威脅。
[0004]信息隱藏技術在信息安全方面，發揮著至關重要的作用。為了加強對重要數據的保護，選擇適當的載體信息，然後將重要的關鍵數據隱藏到載體信息中，使關鍵數據在存儲和傳輸時不可見，為數據安全提供一種新方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種基於信息隱藏的數據安全保護方法。本方法首先將關鍵數據(需要保護的重要數據)轉換成二值圖像，二值圖像顯示的內容為關鍵數據，再將關鍵數據和其對應的二值圖像的多個備份加密並同時隱藏在載體圖像中，得到載密圖像。在數據存儲和傳輸中只顯示含有關鍵數據的載密圖像，不直接顯示關鍵數據信息，而載密圖像在視覺上與一般圖像沒有區別，不會引起注意。如果載密圖像受到一定的攻擊幹擾，本方法仍然可以對關鍵數據信息進行恢復，通過多方面保護信息的安全。若載密圖像在存儲或傳輸時被截取，無正確的提取方法就無法得到關鍵數據，只能通過本方法才能正確提取並顯示被保護的關鍵數據信息。
[0006]本方法的具體步驟如下:
(1)關鍵數據處理:輸入數據時對關鍵數據進行處理，將輸入的關鍵數據信息轉換成二值圖像，二值圖像顯示的內容為關鍵數據信息，將輸入的關鍵數據和其二值圖像兩種類型數據作為輸入關鍵數據隱藏存儲或傳輸；
(2)數據隱藏存儲或傳輸:根據輸入關鍵數據的大小和載體圖像的隱藏容量，計算載體圖像能隱藏輸入關鍵數據的份數，應用現有隱藏算法將輸入關鍵數據的多個備份數據隱藏到載體圖像中，得到載密圖像，只對載密圖像進行存儲或傳輸，非關鍵數據進行直接存儲或傳輸，使關鍵數據不可見；
(3)關鍵數據的顯示:當需要關鍵數據時，讀取載密圖像並進行檢測，載密圖像沒有被破壞，應用對應的提取方法從載密圖像中直接提取關鍵數據信息進行顯示；
(4)關鍵數據的恢復:當需要關鍵數據時，讀取載密圖像並進行檢測，載密圖像被破壞，首先提取文本格式的關鍵數據，在提取的多個備份數據中，若都存在沒被破壞的位，則可恢復關鍵數據，若提取文本格式數據時出現亂碼無法獲取正確的關鍵數據，則提取二值圖像格式的關鍵數據；在提取的多個備份中都存在沒被破壞的位，則可直接獲得正確的關鍵數據顯示的二值圖像，若提取出來的二值圖像中的某些像素已經被破壞，對提取的二值圖像進行修復，修復完成則可恢復關鍵數據。
[0007]本方法與現有方法相比，本數據保護安全方法將關鍵數據及顯示內容為關鍵數據的二值圖像隱藏在圖像中，只需將含有關鍵數據的載密圖像存儲在資料庫中，使關鍵數據對外界是不可見的，確保信息安全。即使載密圖像被汙染，本方法也能較好的恢復原有數據信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的流程圖；
圖2是關鍵數據顯示和恢復流程圖；
圖3是實施例中輸入文本格式的關鍵數據；
圖4是將圖3中的關鍵數據轉換成二值圖像，大小為36X316 ；
圖5是實施例中用到的載體圖像Lena圖，大小為128X128 ；
圖6是將5個備份的輸入關鍵數據隱藏隱藏在圖5的結果；
圖7是對圖6加0.5的椒鹽噪聲的結果；
圖8是從圖7中提取文本格式的關鍵數據並顯示的結果；
圖9是從圖7中提取二值圖像格式的關鍵數據並顯示的結果。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖和實施例對本
【發明內容】
作進一步的詳細說明，但不是對本發明的限定。
實施例
[0010]參照圖1、圖2。
[0011]一種基於信息隱藏的數據安全保護方法，包括以下步驟:
(1)關鍵數據處理:輸入數據時對關鍵數據進行處理，將輸入的關鍵數據信息轉換成二值圖像，二值圖像顯示的內容為關鍵數據信息，將輸入的關鍵數據和其二值圖像兩種類型數據作為輸入關鍵數據隱藏存儲或傳輸；
(2)數據存儲:根據輸入關鍵數據的大小和載體圖像的隱藏容量，計算載體圖像能隱藏輸入關鍵數據的份數，應用現有隱藏算法將輸入關鍵數據的多個備份數據隱藏到載體圖像中，得到載密圖像，只對載密圖像進行存儲，非關鍵數據進行直接存儲，使關鍵數據不可見； (3)關鍵數據的顯示:讀取載密圖像並進行檢測，載密圖像沒有被破壞，應用對應的提取方法直接提取關鍵數據信息進行顯示；
(4)關鍵數據的恢復:當需要關鍵數據時，讀取載密圖像並進行檢測是否被破壞，載密圖像被破壞，首先提取文本格式的關鍵數據，在提取的多個備份數據中，若至少存在一個沒被破壞的位，則可恢復關鍵數據，若提取文本格式數據時出現亂碼無法獲取正確的關鍵數據，則提取二值圖像格式的關鍵數據；在提取的多個備份中至少存在一個沒被破壞的位，則可直接獲得正確的關鍵數據顯示的二值圖像，若提取出來的二值圖像中的某些像素已經被破壞，對提取的二值圖像進行修復，修復完成則可恢復關鍵數據。
[0012]例如某些位置的像素值發生改變，原來白的變成黑的，黑的變成白的。為了更加清晰的顯示關鍵數據，本方法對提取的二值圖像進行恢復，去除一些孤立的錯誤黑色像素，提高圖像質量。對於圖像中每一個黑色像素，若其3*3鄰域內全為白色像素，則修改為白色像素，否則擴大到5*5鄰域。若其5*5鄰域內白色像素個數大於或等於22個，則修改為白色像素。使被破壞的程度是人們可接受的範圍，則通過二值圖像較好的顯示關鍵數據內容。
[0013]參照圖3為輸入的關鍵數據，即姓名、身份證號和電話號碼3項個人信息。
[0014]參照圖4是顯示內容為個人信息的二值圖像。
[0015]參照圖5為載體圖像。
[0016]參照圖6為載密圖像，具有較好的視覺效果，不會引起注意。
[0017]參照圖7為受到密度為0.5椒鹽噪聲幹擾的載密圖像，噪聲強度較大。
[0018]參照圖8為從含噪載密圖像中提取得到的文本格式關鍵數據，已出現亂碼無法得到正確的關鍵數據。
[0019]參考圖9為從含噪載密圖像中提取並經過恢復處理得到的圖像格式關鍵數據，圖像能夠準確的顯示關鍵數據。
【權利要求】
1.一種基於信息隱藏的數據安全保護方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)關鍵數據處理:輸入數據時對關鍵數據進行處理，將輸入的關鍵數據信息轉換成二值圖像，二值圖像顯示的內容為關鍵數據信息，將輸入的關鍵數據和其二值圖像兩種類型數據作為輸入關鍵數據隱藏存儲或傳輸； (2)數據隱藏存儲或傳輸:根據輸入關鍵數據的大小和載體圖像的隱藏容量，計算載體圖像能隱藏輸入關鍵數據的份數，應用現有隱藏算法將輸入關鍵數據的多個備份數據隱藏到載體圖像中，得到載密圖像，只對載密圖像進行存儲或傳輸，非關鍵數據進行直接存儲或傳輸，使關鍵數據不可見； (3)關鍵數據的顯示:當需要關鍵數據時，讀取載密圖像並進行檢測，載密圖像沒有被破壞，應用對應的提取方法從載密圖像中直接提取關鍵數據信息進行顯示； (4)關鍵數據的恢復:當需要關鍵數據時，讀取載密圖像並進行檢測，載密圖像被破壞，首先提取文本格式的關鍵數據，在提取的多個備份數據中，若至少存在一個沒被破壞的位，則可恢復關鍵數據，若提取文本格式數據時出現亂碼無法獲取正確的關鍵數據，則提取二值圖像格式的關鍵數據；在提取的多個備份中至少存在一個沒被破壞的位，則可直接獲得正確的關鍵數據顯示的二值圖像，若提取出來的二值圖像中的某些像素已經被破壞，對提取的二值圖像進行修復，修復完成則可恢復關鍵數據。
【文檔編號】G06F21/60GK103559251SQ201310532008
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月3日 優先權日:2013年11月3日
【發明者】張顯全, 俞春強, 唐振軍, 孫澤銳 申請人:廣西師範大學