Схема разделения секретной визуальной информации
Идея: разбиение исходного изображения на несколько шифрованных («теневых» изображений, shadow images), каждое из которых не дает никакой информации об исходном изображении кроме, может быть, его размера (изображение – а-ля «белый шум»). При наложении шифрованных изображений друг на друга, можно получить исходное изображение. Данная технология обладает криптоустойчивостью за счет того, что при разделении исходного изображения на множество шифроизображений происходит случайным образом.
Алгоритм визуальной криптографии:
Наор и Шамир продемонстрировали (k, n)-визуальную схему секретного обмена, где изображение было разбито на n частей, таким образом, что кто-либо, обладавший любыми k частями мог расшифровать его, в то время как любые k-1 частей не давали никакой информации о содержании исходного изображения. Когда все k частей будут наложены друг на друга, мы увидим исходное изображение. Для того чтобы разбить исходное черно-белое изображение на n частей, каждый пиксель изображения представляется в виде некоторого количества меньших частей (subpixels). Количество белых и черных частей всегда одинаковое. Если пиксель делится на две части, то получается один белый и один черный блок. Если пиксель делится на четыре равные части, то получаем два белых и два черных блока. Рассмотрим (2, 2)-визуальную схему секретного обмена, т.е. исходное изображение разбивается на два теневых изображения, каждое из которых представляет собой изображение белого шума, но при наложении дают исходное изображении. Каждый пиксель исходного изображения будем разбивать на четыре части, таким образом, если размер исходного изображения был M×N, то размеры теневых изображений будут 2M×2N. На рисунке показано, что пиксель, разделенный на четыре части, может иметь шесть разных состояний:
Если пиксель на первом слое имеет одно положение, пиксель на втором слое в свою очередь может иметь два положения: идентичное либо инвертированное пикселю первого слоя. Если пиксель части 2 идентичен пикселю части 1, то пиксель, полученный в результате наложения обоих теневых изображений, будет наполовину белый и наполовину черный. Такой пиксель называют серым или пустым. Если пиксели части 1 и части 2 противоположны, то пиксель, полученный в результате наложения, будет полностью черным. Он будет являться информационным. Опишем процесс получения теневых изображений для исходного изображения для схемы (2, 2): для каждого пикселя исходного изображения, для первого теневого изображения случайным образом выбирается одно из шести возможных состояний пикселя, приведенных на рисунке 1. Состояние пикселя второго теневого изображения выбирается идентичным или симметричным состоянию пикселя первой «тени» в зависимости от того, белый или черный это был пиксель в исходном изображении соответственно. Схожим образом можно построить любую (k, n) визуальную схему секретного обмена. Результаты: Исходное изображение:
Теневое изображение 1:
Теневое изображение 2:
Результат при правильном наложении:
В статье Y.C. Hou. Visual cryptography for color images. In Pattern Recognition, 2003 описывается данный подход в применении к цветным изображениям. Но здесь недостатком является потеря качества изображения:
Результат визуальной криптографии на цветном изображении:
Литература:
-
Visual cryptography for color images http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.457.5077&rep=rep1&type=pdf
-
Visual cryptography http://link.springer.com/chapter/10.1007/BFb0053419
-
Схема разделения секретной визуальной информации http://habrahabr.ru/company/nordavind/blog/177355/
