目前，为了保护数据不被泄露，实现数据的机密性，选择选择把数据巧妙地藏在数字媒体里。但早期的一些算法在嵌入数据时会影响原始图像的完整性，这是一个值得关注的问题。在某些特殊情况下需要保证原始图像不被更改，因此针对这些情况，人们提出了一种新的技术，称为可逆数据隐藏技术(Reversible Data Hiding，RDH)，该技术不仅能够完整的提取原始数据，还能无损恢复图像。 有人提出了一种针对二值图像的可逆数据隐藏(RDH)方案。这个方案的关键在于，它通过翻转那些中心像素相反的图形对来巧妙地嵌入数据。有人研究了一种安全的二值图像隐写术，这种方法侧重于减少纹理失真，以此提升隐写术的安全性和稳定性。有人的方法是通过分析图像中连续相同像素值的长度来创建直方图，随后修改这个直方图来嵌入数据。有人探索了一种高容量的可逆二值图像数据隐藏技术，它是基于模式替换的。这项技术主要是利用二值图像的特点，通过替换图中的特定模式块来嵌入数据，实现二值图像中的可逆数据隐藏。 在某些应用中，需要确保原始图像数据不被泄露，这样可以防止未经授权的人查看或修改这些图像。比如说，如果你想在云端上存储一张私人照片，但又不想让别人看到这张照片的真实内容，那你可以在上传之前先给照片“上锁”，也就是进行加密。此时基于该照片进行可逆数据隐藏就得到密文图像可逆数据隐藏(Reversible Data Hiding InEncrypted Images，RDHEI)。 RDHEI主要由三部分人员组成：内容所有者、数据隐藏者和数据接收者。内容所有者拥有原始图像，有权决定谁可以查看或修改这张图像。为了保护图像，内容所有者会使用一个特殊的加密钥匙对图像进行加密，然后再把加密后图像发送给数据隐藏者。数据隐藏者收到这张加密的图像后，会用数据嵌入秘钥数据巧妙地嵌入图像中，将这张藏有秘密的图像发送给数据接收者。当数据接收者拿到这张图像时，可以选择用解密钥匙恢复原始图像，用数据提取密钥提取数据。整个过程既保护了原始图像的安全，又实现了数据的秘密传输。 有人首次提出了RDHEI的方案，这种方案能够在图像加密的同时嵌入数据，并且在解密图像的过程中能够提取出嵌入的数据。但是这种算法存在局限性，它只能近似地恢复原始图像，无法无损的恢复原始图像。随后，有人又提出了一种新的可分离RDHEI算法。该算法图像的接收者可以单独进行图像的恢复和数据的提取，这两个过程不再相互依赖。有人则提出了一种新的算法，该算法利用像素预测和多MSB(Most Significant Bit，最高有效位)平面重新排列的方法，通过修改图像中特定像素的多个最高有效位来实现数据的隐藏。有人则探索了一种基于自适应预测误差的技术。这种技术能够在加密的图像中安全地嵌入额外的数据，同时确保嵌入过程是可逆的，即嵌入的数据可以被完整地提取出来，而不会影响到原始图像的恢复。 现有技术的技术方案： 1.可逆数据隐藏技术 可逆数据隐藏技术(Reversible Data Hiding，RDH)是一种在不影响主数据原始信息完整性的情况下，向数据中隐藏附加信息并能在需要时完全提取出来的技术。它通常用于数字版权保护、隐私保护以及数据完整性验证等应用中。 (1)嵌入算法：通过改变载体数据的某些特征来嵌入秘密数据。这些改变需要是微小的，可避免对载体数据造成明显的质量损失。 (2)提取算法：根据嵌入算法对载体数据进行逆操作，以恢复出嵌入的秘密数据。提取算法需要具备高度准确性，以确保能够完整无误地还原出秘密数据。 总之它不仅能够完整的提取出嵌入的数据，还能无损的恢复原始的图像。当需要在灰度图像中实现可逆数据隐藏时，最常用的是无损压缩，差分扩展和直方图移位这三种方法。 2.针对二值图像的可逆数据隐藏技术 (1)LSB算法： LSB(Least Significant Bit)算法是一种简单且直接的方法，适用于二值图像。在这种方法中，将信息嵌入到像素的最低有效位(LSB)中。由于二值图像中像素只有两种可能的值(0和1)，因此可以通过微调LSB来实现信息的嵌入。 1)嵌入过程：对于每个像素，将信息位按照需要的信息(通常是0或1)替换到LSB中，使得这个像素的值从原来的0或1变为需要嵌入的信息位。 2)提取过程：提取过程与嵌入过程相反，即读取每个像素的LSB位，从中提取出嵌入的信息。 这种方法的优点是简单易实现，但缺点是嵌入的信息容量有限，且修改后的图像可能存在轻微的视觉变化。 (2)差值扩展方法： 二值图像中的差值扩展方法利用相邻像素值之间的微小差异来隐藏信息。这些微小差异对于人眼来说通常是不可察觉的，因此可以用来嵌入额外的信息。 1)嵌入过程：通过微调相邻像素值之间的差异来表示信息位(例如，如果像素A和像素B的差值为1，则表示信息位为1；如果差值为0，则表示信息位为0)。 2)提取过程：提取过程通过分析相邻像素值的差异来恢复嵌入的信息。 这种方法的优点是可以隐藏更多的信息，并且对于二值图像的修改在视觉上几乎不可察觉。 3.密文图像可逆数据隐藏 现有的可逆数据隐藏于加密图像(RDHEI)的方案主要被分为两大类别：一类是加密前腾出空间(Reserving Room Before Encryption，简称RRBE)，另一类是加密后腾出空间(Vacating Room After Encryption，简称VRAE)。 (1)VRBE方案中，先对原始图像进行预处理，以消除或减小其中的冗余信息，为后续的数据嵌入腾出空间。完成预处理后，再对图像进行加密处理。这种方法利用原始图像中本身存在的冗余性来实现数据嵌入的可能性。 (2)VRAE方案中，直接在已经加密的图像中嵌入数据。这种方法不需要在加密前进行预处理，而是直接在加密过程中或加密后的图像中嵌入信息。 在可逆数据隐藏用于加密图像(Reversible Data Hiding in EncryptedImages，RDHEI)领域，最新的研究成果来自Ren等人，他们提出了一种可分离的技术。这项技术允许接收者独立地选择恢复图像或提取秘密数据，而无需同时执行这两个过程。 现有技术的缺点： 1.在密文图像可逆数据隐藏中，“加密前腾出空间”通常指在隐藏数据之前，需要在密文图像中留出一些空间以容纳隐藏的数据。这种方法存在一些风险。如果密文图像中已经预留了空间来存储隐藏的数据，攻击者通过分析图像的特定区域来确定可能包含隐藏数据的位置，这可能会降低隐写术的安全性。 2.由于加密后的密文应该保持数据的完整性和一致性，“加密后腾出空间”来存储额外的数据可能会导致数据的修改或者在解密后数据的一致性问题，这会影响数据的正确性和可靠性。 3.Ren等人的方法在均匀块(uniform block，UB)区域参考像素点固定，同时提取存在较大的误差。这意味着UB区域参考像素点易受到攻击。在恢复图像或提取数据时，可能无法完全准确地重现原始数据，会影响图像的质量或数据的完整性。这项技术还面临安全性问题。在数据隐藏和加密领域，安全性是至关重要的。任何可能导致数据泄露或图像损坏的缺陷都可能对系统造成严重的威胁。Ren等人的方法虽然提供了一种可分离的选项，但这也可能增加了系统被攻击或破解的风险。 尽管Ren等人的可分离技术为RDHEI领域带来了新的可能性，但其存在的误差和安全性问题也需要引起我们的关注。在未来的研究中，需要继续探索更加准确、安全且高效的数据隐藏和加密技术，以满足实际应用的需求。