半色調技術在可視密碼學中的研究方案

馬冬鶴+劉佳雨

摘 要：為解決傳統可視密碼分存圖像無意義的問題，文中提出了一個具有掩蓋圖像的（2，2）可視密碼方案。方案中密圖為黑白反色圖像，操縱半色調技術將灰度圖象處理后的半色調圖像作為掩飾圖像，按照密圖修改掩飾圖像生成分存圖像，疊加分存圖像恢復密圖。方案符合可視密碼解密簡單的特效且分存圖像有意義。

關鍵詞：可視密碼；可視密碼分享方案；半色調技術

一、 前言

隨著科學技術的興起，社會不斷更替的進步，人們對獲取信息的要求和質量也變得越來越看重。然而網絡的迅速發展在給人們帶來方便的時候，也出現了一些有待解決的問題。如在網絡上傳輸數據時有黑客可能沒經過本人同意就惡意破壞他人信息，讓人們很沒有安全感。如何有效地防范對信息的非法改動，成為我們要探討的一個重要問題。Naor和Shamir在1994年第一次提出了可視密碼方案，它是針對黑白圖片的秘密共享方案。解密時只用疊加分存圖像，利用人的眼睛就可以直接看出秘密信息而不用復雜的密碼學計算。

二、 可視秘密分享的基本原理

（k，n）門限方案是最基礎的秘密分享方案，其道理是將秘密信息分切成n個分享圖畫，只要任何k（K≤n）個分享圖畫就可以得到原始圖畫的秘密信息，而任何少于k個的分享圖畫即不能獲得任何原始的秘密信息。想要恢復信息時，將分享圖片簡單的疊加。各個分享圖片像素之間的重疊之后就會具有以如下圖片性質：

從上圖可知它們從一張分存圖片上是無法分辨出秘密圖像的廬山真面目的，但是當兩張分享圖片重疊時就可得知。本文結合半色調技術，討論一下具有掩蓋圖像的（2，2）可視密碼方案的想法。

三、 方案設想

半色調技術能將調圖像轉換成黑白圖像。其中誤差擴散法就是一種利用普遍的半色調技術。基本思路是先閾值量化圖像像素點，然后將量化過程當中發生的誤差分配給四周像素點。隨著Error擴散而產生了一些修正和調整，使出現的圖像能夠在視覺上和原來的圖像很接近。使之產生黑白對比度。本文方案中利用的公式如下：

（一） 閾值化ì

Qi，j≡0Ii，j≤128

1Ii，j>128

（二） 計算誤差

Ei，j=Ii，j-Qi，j

這種算法保存了一定的部分的量化誤差，就臨近的像素來說是一種改進，使變化前后圖像的總灰度保持一樣。

四、 實驗結果

五、 結論

結合半色調技術構造了一個具有掩蓋圖像的（2，2）可視密碼方案，此方法簡單而且容易操作，使人們能夠感興趣。通過對密圖進行處理，從生成的兩個圖片都看不出任何與密圖相似的地方，這就是成功的所在之處。從而大大的保存了密圖，達到了人們期望隱藏信息的目的。然而如何改善分存圖像的質量是我們仍然需要關注的問題。希望大家能夠更加努力學習文化知識，從而達到更高水平的提高。

參考文獻：

[1]Naor.M，Shamir.A.Visual cryptography[C].Proceeding of Eurocrypt'94；Berlin：Springer-Verlag，LNCS，1995，950：1-12.

[2]牛冬梅.具有掩蓋圖像的（2，2）可視密碼方案.通信技術[J].2009-07-10.

[3]甘明，甘志，陳克非.具有掩蓋圖像的可視秘密共享方案[J].計算機應用與軟件.2005，22（7）：1-2.

作者簡介：

馬冬鶴，劉佳雨，吉林省長春市吉林師范大學數學學院。endprint