密文图像可逆信息隐藏（Reversible Data Hiding in Encrypted Images, RDHEI）是信息安全领域的一种重要技术。该技术在保护图像机密性的同时，能实现在图像中可逆隐藏数据，满足版权保护等应用需求。传统的RDHEI方案大多在一幅图像执行加密操作生成一幅密文图像并在该密文图像进行可逆隐藏操作。然而如果密文图像或载密图像在传输过程中丢失或被破坏，这些方案将无法恢复原始图像。此外，图像的安全性由一方决定，若其不可信，则图像安全性受到威胁。为此，研究人员提出多种基于秘密分享的RDHEI算法。该类算法需要获取满足分享阈值(k, n)要求数目的完整图像，方可恢复原始图像，较好地解决上述安全问题。
图1. 本文算法框架图
为了提高隐藏容量并确保安全性，本文提出一种基于秘密分享和混合编码的RDHEI算法，算法框架如图1所示。该算法采用分块的方式对原始图像进行迭代加密和施加约束条件的中国剩余定理秘密分享(CRTSS)得到n份密文图像。这两项技术确保每份密文图像块较好地继承原始图像块的像素相关性。同时，即使使用相同密钥，执行多次操作生成的n份密文图像完全不同，因此本文算法具有较高的安全性。在隐藏阶段，多数大容量RDHEI算法主要通过单一的编码技术获取数据嵌入空间，隐藏容量有待提高。为此，本文设计一种混合编码方案，对每份密文图像进行分块，对于每个分块，采用熵编码和分层编码分别对块内预测差值进行编码计算两者的隐藏容量并进行对比，选择最优的编码方式隐藏信息，充分利用密文图像中的冗余。在本文算法中，信息提取独立于图像恢复，两者互不关联。与现有的基于秘密分享的RDHEI算法相比，本文算法具有更高的嵌入率。
该项研究工作的论文已被IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology录用，作者为本实验室的俞春强、张显全*、唐振军*和上海理工大学秦川。
论文信息如下：Chunqiang Yu, Xianquan Zhang*, Chuan Qin, Zhenjun Tang*, Reversible data hiding in encrypted images with secret sharing and hybrid coding, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, doi: 10.1109/TCSVT.2023.3270882, 2023.
论文下载链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10109824/