学位论文简介
加密域信息隐藏是一种将秘密消息嵌入到加密数据中，完成对加密数据的完整性认证、身份认证、所有权认证及数据管理等操作，同时不影响数据解密的一种手段。其广泛应用于加密云存储，加密数据传输认证等场景中。本文针对加密状态下的三维模型的云存储安全认证、分布式存储安全、加密数据非法分发等问题，重点研究在云存储环境下的三维模型加密域可逆信息隐藏，安全认证及数据溯源的理论及方法。取得了以下主要创新性研究成果：
针对目针对目前三维模型加密域可逆信息隐藏方法信息隐藏容量相对较低的问题，提出了一种基于多重最重要比特位预测和八叉树细分的大容量三维模型加密域可逆信息隐藏方法。首先利用八叉树数据结构对三维模型进行子空间划分，然后选择子空间的单个顶点作为参考顶点，其余顶点为嵌入顶点。该划分策略使得参考顶点的占比与同类算法相比较小，并且能够为多重最重要比特位预测提供足够多的空间冗余来提高算法的嵌入容量。最后通过霍夫曼编码压缩辅助信息，使嵌入容量进一步提升。实验结果表明与同类算法相比平均嵌入容量提升 40%，并且在点云模型等几何数据中具有相同的效果。
针对传统的三维模型加密域可逆信息隐藏方法无法抵抗单点故障，研究基于分布式加密存储的数据安全认证方案，提出了一种基于轻量级
-门限秘密共享的多用户加密域可逆信息隐藏方法。本文在八叉树细分的顶点分类基础上，对参考顶点的多重最重要比特位进行秘密共享，当得到至少到份授权之后，可以无损地恢复三维模型，并且能够读取秘密消息完成安全认证。实验结果表明，所提出的轻量级秘密共享框架有较好的加密质量，能够为每个用户提取较大的嵌入容量，并且加密数据仅为同类方法的 6.12%，能够有效地抵抗单点故障。
针对授权解密三维模型非法分发的问题，提出了一种基于密文策略的属性基加密和公平水印的三维模型溯源方法。本文将交换加密/水印方法作为数据划分策略，将三维模型划分为加密数据和水印数据集。其中加密部分作为密文访问控制的实体，利用基于密文策略的属性基加密算法生成密文。水印数据部分作为水印载体，用来嵌入数据关联方的认证信息。实验结果表明，在简化、平滑、高斯噪声和仿射变换攻击下水印提取准确率较高，并且公平水印能够为密文策略的属性基加密实现定位同类授权用户中的单一用户的非法行为。
针对针对目前基于公钥同态信息隐藏的三维模型加密域信息隐藏方法同态信息隐藏效率较低的问题，提出了一种基于多项式同态运算的三维模型加密域可逆信息隐藏方法。本文将基于-门限秘密共享的 (−1)-阶的个同余方程在加密密钥的控制下扩展到(2−1)-阶的个同余方程组。同态运算过程映射为加密多项式方程组的系数运算，利用授权密钥对秘密消息进行编码可以完成同态信息隐藏，将秘密消息嵌入到明文三维模型选定的位平面中。实验结果表明，解密后的标记三维模型的失真较小，在加密和同态运算过程中将O()的计算复杂度降为O(n)，提高同态信息隐藏效率。
主要学术成果
Hou G, Ou B*, Long M, Peng F*. Separable reversible data hiding for encrypted 3D mesh models based on octree subdivision and multi-MSB prediction[J]. IEEE Transactions on Multimedia, 2023, 26: 2395-2407.（中科院一区，本人一作）
Hou G, Ou B*, Peng F*, et al. A Traitor Tracing and Access Control Method for Encrypted 3D Models Based on CP-ABE and Fair Watermark[J]. IEEE Signal Processing Letters, 2024.（中科院二区，本人一作）
Hou G, Ou B*, Peng F*, et al. Multiple-hiders Reversible Data Hiding for Encrypted 3D Models Using Lightweight Secret Sharing[J]. Journal of Information Security and Applications. (中科院二区，小修，本人一作）
Peng F*, Hou G, Ou B et al. Reversible data hiding for encrypted 3D models based on polynomial homomorphism operation[J]. IEEE Transactions on Multimedia，(在投，本人二作）
