2、视觉密码学：从半色调误差扩散到图像共享技术

视觉密码学：从半色调误差扩散到图像共享技术

1. 视觉密码学概述

视觉密码学（VC）由Naor和Shamir提出，是一种无需任何密码计算就能对隐藏图像进行解码的密码方案范例。在k - out - of - n视觉秘密共享方案（VSS）中，秘密图像被加密编码成n个共享图像，每个共享图像看起来像随机的二进制图案。这些共享图像被分别复印到透明胶片上并分发给n个参与者。只要将任意k个或更多的共享透明胶片堆叠在一起，无需密码计算就能直观地显示出秘密图像。而查看少于k个共享图像时，即使拥有无限的计算能力，也无法获取关于秘密图像的任何信息。

视觉密码学除了可用于信息隐藏，还能应用于访问控制、版权保护、水印、视觉认证和识别等领域。
- 主要实例 - 秘密共享（SS） ：传统的SS方案中，秘密图像在n个参与者之间共享，合格参与者子集可以通过组合他们的共享图像来恢复秘密，而禁止参与者子集则无法获取任何信息。共享阶段和重建阶段都需要计算机运行算法。VSS方案的创新之处在于将数据表示为图像，并且重建阶段只需通过堆叠透明胶片查看图像即可。VSS方案继承了传统SS方案的所有应用，特别是访问控制。例如，银行金库每天需要五名出纳员打开，但为了安全起见，不希望将密码组合交给任何两个人，这时可以使用3 - out - of - 5阈值方案来解决这个问题。此外，VSS方案还可应用于许多其他使用传统SS的密码协议和应用，如阈值签名、私密多方函数评估、电子现金和数字选举等。
- 有趣实例 - 具有无害外观图像的VSS ：这种VSS版本可应用于多方隐写术。在隐写术方案中，用户A向用户B发送看似无害的图像，B可以从中恢复一些隐藏图像，但通信的观察者甚