技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及密碼術(shù)和隱寫術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及用于將彩色或灰度圖形圖像轉(zhuǎn)換成多維加密密鑰的系統(tǒng)、方法和裝置以及用于加密、存儲(chǔ)和安全地傳送隱藏文本和圖形消息的容器。

背景技術(shù)：

單維加密是一種公認(rèn)手段，通過其數(shù)據(jù)被系統(tǒng)地轉(zhuǎn)換并隨后，經(jīng)由解密過程，被反向轉(zhuǎn)換成其原始有意義的形式。在該兩個(gè)方向上的這種轉(zhuǎn)換是通過僅對(duì)通信的所有者、發(fā)送者和接收者可用的共享加密密鑰的創(chuàng)建和使用來實(shí)現(xiàn)。

到目前為止，沒有密碼或隱寫系統(tǒng)使用多維加密密鑰-容器來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以啟動(dòng)、保護(hù)和包含隱藏文本和圖形通信。多維度增加了通信的容量、類型和安全性。因此，本文的方法和裝置不是使用一維加密密鑰來啟動(dòng)和獨(dú)立地保護(hù)可檢測(cè)的單維數(shù)據(jù)，而是提供多維加密密鑰-容器來啟動(dòng)和保護(hù)多個(gè)維度的不可檢測(cè)的數(shù)據(jù)通信。使用本文的方法和裝置，作為發(fā)送者和接收者的所有者能夠啟動(dòng)、加密、解密、存儲(chǔ)和傳送彼此之間的通信，其是不具有相關(guān)共享加密密鑰-容器的任何人或機(jī)器無(wú)法理解并且不可檢測(cè)的。

沒有當(dāng)今的密碼系統(tǒng)在啟動(dòng)、加密、解密、存儲(chǔ)和傳送電子數(shù)據(jù)通信中提供實(shí)用的完美保密。完美保密，該狀態(tài)使得加密在沒有相關(guān)密鑰的情況下是絕對(duì)不可逆的，只有當(dāng)來自加密系統(tǒng)的加密消息不包含關(guān)于未加密消息的信息時(shí)才可達(dá)到。稱為一次一密（OTP）或Vernam密碼的歷史密碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了加密和解密的完美保密，但從未達(dá)到在參與者之間的任何物理距離上安全啟動(dòng)的要求。這里得到的方法和裝置越過現(xiàn)有限制將一維OTP的完美保密輸出延伸并轉(zhuǎn)換到多維加密系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在不受限距離上的現(xiàn)代完美保密。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要要素是用于啟動(dòng)、加密、解密、存儲(chǔ)和傳送跨公共和私用網(wǎng)絡(luò)的在發(fā)送者和接收者“通信者”之間的不可檢測(cè)的電子數(shù)據(jù)通信的多維加密密鑰-容器及方法，其中這類網(wǎng)絡(luò)可能免受非授權(quán)訪問的竊聽或可能無(wú)法免受非授權(quán)訪問的竊聽。

包括圖形圖像，其是用于創(chuàng)建多維加密密鑰-容器的源圖像，的信息或數(shù)據(jù)是諸如.bmp文件的位映射(bit-mapped)圖像，但是也可以包括其他位映射圖像文件格式，例如JPEG、TIFF、PNG等。

包括這種數(shù)據(jù)通信的信息或數(shù)據(jù)通過表示屬性的矢量被包含在多維加密密鑰-容器內(nèi)，所述矢量是描述視覺特征（諸如存在于可查看文件格式中的幾何形狀對(duì)象的大小、形狀、顏色和xy-軸坐標(biāo)位置）的一組機(jī)器可讀指令的可見結(jié)果。

加密密鑰-容器開始為變化的灰度細(xì)節(jié)的圖片圖像，其被轉(zhuǎn)換為點(diǎn)矢量的陣列或系列，其中每個(gè)經(jīng)轉(zhuǎn)換點(diǎn)以及所述點(diǎn)周圍白色空間表示起始圖片的底層灰度圖像細(xì)節(jié)的覆蓋圖等效。在觀察由白色空間圍繞的給定點(diǎn)時(shí)，觀察者將在視覺上理解、或“看到”并且在內(nèi)心計(jì)算由所述點(diǎn)呈現(xiàn)的起始圖片的底層圖像細(xì)節(jié)。

盡管多維加密密鑰-容器的維數(shù)被表示為關(guān)于點(diǎn)矢量的特定量，例如三（3）或四（4），但是本發(fā)明不限于此。由本發(fā)明規(guī)定的加密密鑰-容器的維數(shù)直接關(guān)系到加密密鑰-容器及方法所采用的所選幾何形狀矢量對(duì)象的特定可識(shí)別和可測(cè)量屬性。因此，任何特定的“幾何形狀矢量”在描述和理解本發(fā)明中應(yīng)當(dāng)具有與“點(diǎn)矢量”相同的含義，并且同樣任何量化的維數(shù)或?qū)傩栽诿枋龊屠斫獗景l(fā)明中應(yīng)當(dāng)也被認(rèn)為具有與“多維度”或“多屬性”相同的含義。

盡管傳達(dá)安全和隱藏信息的活動(dòng)被表示為由一方或兩方或通信者（例如所有者或發(fā)送者和接收者）之間進(jìn)行的交換，但是本發(fā)明不限于此。到安全通信的通信者的數(shù)量可以是任何數(shù)量，從僅與他們自己通信的單個(gè)個(gè)體到一組不受限數(shù)量的個(gè)體（其作為一組或個(gè)別地與該組的所有其他成員通信）。因此，任何特定量或數(shù)量的個(gè)體在描述和理解本發(fā)明中應(yīng)當(dāng)具有與“不受限量的個(gè)體”相同的含義。

發(fā)送者或接收者存儲(chǔ)、發(fā)送和接收安全且不可檢測(cè)的通信的能力確保私人信息沒有通過對(duì)通信的未授權(quán)訪問而被泄露。這里描述的裝置和方法的安全性保護(hù)對(duì)通信者的通信的訪問及通信者的通信的隱私性相對(duì)于彼此隔離，包括在外部方通過其他方式知道通信并且具有對(duì)通信訪問權(quán)的情況下。不可檢測(cè)的通信形式消除了通信的所有證據(jù)及衍生物，其中衍生物可能由任何懷疑而產(chǎn)生，該證據(jù)可能提供這種懷疑至任何可能獲得通信的所有權(quán)的未授權(quán)或無(wú)意的第三方。

更具體地，在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種導(dǎo)致通信者的系統(tǒng)進(jìn)行下列行為的方法和裝置：從諸如jpeg等圖形格式化文件中提取所選數(shù)據(jù)；計(jì)算相應(yīng)的私用加密密鑰；從那些私鑰計(jì)算相應(yīng)的公共加密密鑰；經(jīng)由通信者的公鑰和私鑰的數(shù)學(xué)交換和組合來計(jì)算共享加密密鑰-容器；在共享加密密鑰-容器內(nèi)加密多個(gè)且不可檢測(cè)的文本和圖形通信；在適當(dāng)位置存儲(chǔ)經(jīng)加密文件；在不同物理位置的通信者之間電子地或物理地傳送經(jīng)加密文件；使用共享加密密鑰-容器；以及解密存儲(chǔ)在共享加密密鑰-容器文件的多個(gè)維度內(nèi)的文本和圖形通信，以便理解由通信的通信者表達(dá)的真實(shí)含義。

本文描述的實(shí)施方式，通過使用在單個(gè)圖像矢量文件內(nèi)的多個(gè)維度來提供共享加密密鑰在遠(yuǎn)處以及跨公共和私用網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)和多個(gè)數(shù)據(jù)通信在單個(gè)共享加密密鑰-容器的多個(gè)維度上的容納，使得所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通信是安全的并且是不具有特定相關(guān)共享加密密鑰-容器的任何人所不可檢測(cè)的，而背離了已知的方法、裝置和系統(tǒng)。

因?yàn)榘瑪?shù)據(jù)通信的共享加密密鑰-容器的啟動(dòng)和存儲(chǔ)是多步驟過程，將啟動(dòng)和容納功能性一起實(shí)現(xiàn)在多維加密文件中是本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的顯著改進(jìn)，其中現(xiàn)有技術(shù)使用單獨(dú)的單維文件和單維文件類型，用于啟動(dòng)加密過程并單獨(dú)包含、加密和解密目標(biāo)數(shù)據(jù)通信。另外，以未授權(quán)的人或機(jī)器評(píng)估不可檢測(cè)的方式實(shí)現(xiàn)該雙重功能性也是對(duì)啟動(dòng)和存儲(chǔ)裝置及方法（其中啟動(dòng)、加密、解密、存儲(chǔ)和傳送的轉(zhuǎn)換活動(dòng)是可見的并且可由人或機(jī)器辨別，部分地或全部地），以及甚至在它們是安全的之時(shí)引發(fā)懷疑的一種顯著改進(jìn)。

參考圖1，一維公共加密方法和裝置（諸如利用Diffie-Hellman密鑰交換（DHKX）協(xié)議的那些）傳統(tǒng)上單獨(dú)執(zhí)行啟動(dòng)和存儲(chǔ)功能。啟動(dòng)活動(dòng)（所有者或發(fā)送者憑此來選擇源100，接收者選擇源140，以及發(fā)送者計(jì)算私鑰110并且由其計(jì)算公鑰120，接收者計(jì)算私鑰150并且由其計(jì)算公鑰160，并且各自將它們相應(yīng)的公鑰發(fā)送給另一個(gè)，其中發(fā)送者的公鑰120在數(shù)學(xué)上與接收者的私鑰150組合，并且其中接收者的公鑰160在數(shù)學(xué)上與發(fā)送者的私鑰110組合）產(chǎn)生相同的共享密鑰130和170，使得參與者、發(fā)送者和接收者能夠使用他們相應(yīng)的共享密鑰來脫離啟動(dòng)而單獨(dú)地創(chuàng)建、發(fā)送和接收以及存儲(chǔ)在公共/私用網(wǎng)絡(luò)180等內(nèi)及跨公共/私用網(wǎng)絡(luò)180等的可檢測(cè)的電子通信。

附圖說明

圖1是描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的跨公共/私用網(wǎng)絡(luò)的公鑰加密交換的示意圖；

圖2是描述根據(jù)本發(fā)明用于包含隱寫和密碼數(shù)據(jù)并且可用于創(chuàng)建、存儲(chǔ)和傳送安全和不可檢測(cè)的數(shù)據(jù)通信的一維陣列和多維陣列之間的差異的示意圖；

圖3是描述用于表示加密密鑰-容器并且同時(shí)保持隱匿所述矢量圖的顯著差異的外觀和結(jié)構(gòu)的像素位映射圖像和矢量圖像（點(diǎn)畫繪圖）之間的差異的示意圖。

圖4是描述用于具有隱藏的圖形消息的共享加密密鑰-容器的說明目的的、加密和解密的信息的兩（2）個(gè)狀態(tài)和一（1）個(gè)中間狀態(tài)的示意圖；

圖5是描述將Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于圖像矢量陣列從而產(chǎn)生用于安全和隱藏通信的共享加密密鑰容器的步驟的示意圖；

圖6是描述矢量文件（點(diǎn)畫）的屬性和用于轉(zhuǎn)換到用于促進(jìn)安全通信的共享加密密鑰-容器的某些屬性的擴(kuò)展的示意圖；

圖7是描述點(diǎn)矢量的維度，包括屬性、角色和功能，以及用于轉(zhuǎn)換某些點(diǎn)矢量屬性以安全地存儲(chǔ)和隱藏通信的公式的示意圖；

圖8是描述加密密鑰-容器的點(diǎn)矢量位置，以及特別是表示ASCII文本字符“D”的兩個(gè)點(diǎn)矢量A和B之間的示例偏移的示意圖。

圖9是描述ASCII偏移網(wǎng)格在沃羅諾伊單元內(nèi)的應(yīng)用以示出表示ASCII文本字符“D”的ASCII值的兩個(gè)點(diǎn)矢量位置之間的偏移值的計(jì)算的示意圖。

定義

如本文所使用的，以下術(shù)語(yǔ)應(yīng)理解為具有以下含義。

算法：一種有效的方法，表示為用于計(jì)算函數(shù)的定義明確的指令的有限列表。從初始狀態(tài)和初始輸入（可能為空）開始，這些指令描述一種計(jì)算，其當(dāng)被執(zhí)行時(shí)將通過有限數(shù)量的定義明確的連續(xù)狀態(tài)來進(jìn)行，最終產(chǎn)生“輸出”并終止于最終結(jié)束狀態(tài)。從一個(gè)狀態(tài)到下一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變不一定是確定性的；一些算法，稱為隨機(jī)化算法，并入隨機(jī)輸入。

陣列：陣列為對(duì)象（數(shù)據(jù)）的系統(tǒng)排列，通常成行和成列。

ASCII表：表示最初基于英語(yǔ)字母表的字符編碼方案的表。ASCII代碼表示計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備和使用文本的其他設(shè)備中的文本。

攻擊通道：一位置，其免受未經(jīng)授權(quán)入侵的安全性是不確定的。

屬性：對(duì)象或其他種類實(shí)體的因素。

質(zhì)心：將X、平面圖或二維幾何形狀劃分為關(guān)于線的相等力矩的兩個(gè)部分的所有直線的交叉點(diǎn)。

密碼（密碼）：用于執(zhí)行加密或解密的算法——一系列明確定義的步驟，這些步驟可作為程序發(fā)生。

通道：可用于隱寫修改和消息信號(hào)傳送的隱寫維度。

密文：使用稱為密碼的算法對(duì)明文進(jìn)行加密的結(jié)果。密文也被稱為加密或編碼信息，因?yàn)樗济魑牡男问?，其不能被人或?jì)算機(jī)在沒有正確的密碼來解密它的情況下讀取。

掩飾文本(Covertext)：至隱寫系統(tǒng)的輸入或源容器文件，其被修改以表示/包含隱藏信息。

密碼術(shù)：用于在第三方（稱為對(duì)手）的存在下的安全通信的技術(shù)的實(shí)踐和研究。

解密：對(duì)其含義不明顯的消息進(jìn)行解碼的過程。

Diffie-Hellman密鑰交換（DHKX）：交換密碼密鑰的一種具體方法，其允許不具有彼此的先驗(yàn)知識(shí)的一方或多方通過非安全通信通道共同建立共享密鑰。然后，該密鑰可以用于使用對(duì)稱密鑰密碼來加密后續(xù)通信。

哈希代碼：由哈希函數(shù)返回的值。

哈希函數(shù)：將可變長(zhǎng)度的大數(shù)據(jù)集（稱為密鑰）映射到固定長(zhǎng)度的較小數(shù)據(jù)集的任何算法或子程序。

隱藏信息：隱藏信息僅是相關(guān)數(shù)字密鑰文件的擁有方才能讀取的。

密鑰交換協(xié)議：一種協(xié)議，其中兩方或多方可以以均影響輸出這樣的方式就密鑰達(dá)成一致。如果妥當(dāng)?shù)赝瓿?，這就阻止了非期望的第三方對(duì)協(xié)議方強(qiáng)加一個(gè)密鑰選擇。在實(shí)踐中有用的協(xié)議也不會(huì)向任何竊聽方泄露已經(jīng)商定的密鑰。

勞埃德算法：用于以點(diǎn)畫的式樣生成點(diǎn)繪圖的計(jì)算程序。在本申請(qǐng)中，可以基于參考圖像對(duì)質(zhì)心進(jìn)行加權(quán)以產(chǎn)生與輸入圖像匹配的點(diǎn)畫示圖。

一次一密（OTP，Vernam Cipher）：一種已被證明如果使用正確則無(wú)法破解的加密類型。來自明文的每個(gè)位或字符通過模數(shù)與來自與明文相同長(zhǎng)度的秘密隨機(jī)密鑰（或密碼）的位或字符相加而來加密，從而產(chǎn)生密文。如果密鑰是真正隨機(jī)的，與明文一樣大或大于明文，整體或部分從不重復(fù)使用，并保密，則在不知道密鑰的情況下，密文將不可能被解密或破解。適當(dāng)使用的一次一密在這個(gè)意義上是安全的，甚至對(duì)抗具有無(wú)限計(jì)算能力的對(duì)手。

完美保密：由Paul Shannon（美國(guó)數(shù)學(xué)家、電子工程師和密碼學(xué)家）杜撰的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，其中由一次一密生成的密文絕對(duì)沒有提供關(guān)于明文的附加信息。完美保密是密碼分析困難的一個(gè)強(qiáng)大概念。

隱寫術(shù)：以這樣一種方式編寫隱藏消息的技術(shù)和科學(xué)，即，除了發(fā)送者和預(yù)期接收者之外，沒有人懷疑消息（安全到含糊的形式）的存在。

隱秘文本(Stegotext)：以某種方式修改以便包含密文的無(wú)害圖像，表示從視圖隱匿的加密和隱藏文本、文檔、繪圖等。

點(diǎn)畫渲染引擎（SRE）：Dotwerx LLC的專利（受版權(quán)保護(hù)的）軟件（編程指令），其接受照片、繪圖等形式的可視輸入，并且呈現(xiàn)由點(diǎn)矢量等組成的表現(xiàn)性點(diǎn)畫繪圖。

矢量（圖形）：使用幾何圖元，如點(diǎn)、線、曲線和形狀或多邊形，它們都是基于數(shù)學(xué)表達(dá)式來表示采用計(jì)算機(jī)圖形的圖像。在本上下文中，“矢量”意味著多于一條直線。

沃羅諾伊圖（也稱為加權(quán)重心沃羅諾伊圖）：一種將空間劃分為多個(gè)區(qū)域的方法。預(yù)先指定一組點(diǎn)（稱為種子、位點(diǎn)或生成器），并且對(duì)于每個(gè)種子，將存在與接近任何其它種子相比、更接近該種子的所有點(diǎn)組成的對(duì)應(yīng)區(qū)域。這些區(qū)域稱為沃羅諾伊單元。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明使用不可破解的密碼-隱寫密鑰-容器文件來保護(hù)和隱藏通信，使得通信方能夠啟動(dòng)、加密、解密、存儲(chǔ)和傳送跨非安全網(wǎng)絡(luò)的通信，其對(duì)不具有相關(guān)的共享加密密鑰-容器的任何人是不可檢測(cè)且不可訪問的。

參考圖2，本發(fā)明的啟動(dòng)活動(dòng)提供跨因特網(wǎng)和其他公共和私用網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)和離散通信兩者。在本發(fā)明之前，跨電子網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建和交換一維加密密鑰陣列200，以單獨(dú)及分別充當(dāng)加密和解密過程的輸入，其可以將采用離散或連續(xù)方式的文件轉(zhuǎn)換成可檢測(cè)的文件。利用本發(fā)明，加密密鑰-容器的多維加密密鑰陣列205、210和220的啟動(dòng)包含沿著維度230的加密數(shù)據(jù)。加密密鑰-容器230的第一屬性是“c”，描述可視的圖像或隱秘圖像。加密密鑰-容器230的第二屬性是“t”，描述隱秘文本或隱藏文本消息。加密密鑰-容器230的第三屬性是“x”，描述隱藏圖形的隱藏X-軸坐標(biāo)位置。加密密鑰-容器的第四個(gè)屬性是“y”，描述隱藏圖形的隱藏Y-軸坐標(biāo)位置。

可見的加密吸引了不必要的懷疑。利用本發(fā)明，多維加密密鑰-容器的雙重功能在啟動(dòng)期間，由此加密密鑰的安全創(chuàng)建和交換跨非安全網(wǎng)絡(luò)而發(fā)生，以及在加密密鑰容器（其中具有隱藏文本和圖形消息）的存儲(chǔ)和傳送期間，被隱藏而不可查看和懷疑。

到目前為止，加密密鑰不能充當(dāng)密鑰或容器，其中密鑰數(shù)據(jù)或消息數(shù)據(jù)結(jié)果仍保持隱藏。在世界上許多司法管轄區(qū)，僅擁有加密材料就是違法的，并且可能對(duì)持有人帶來嚴(yán)重的刑事處罰。本發(fā)明沒有提供加密的證據(jù)。在任何系統(tǒng)分析下，可查看的加密密鑰-容器看起來在功能上等同于由相同源創(chuàng)建的任何其他加密密鑰-容器。參考圖3，通過本發(fā)明，安全通信的通信者通過選擇無(wú)害源圖形300（例如jpeg 400等）來啟動(dòng)該過程，本發(fā)明將源圖形呈現(xiàn)為矢量圖像繪圖305。私用加密密鑰310由矢量圖像繪圖305計(jì)算，并呈現(xiàn)為點(diǎn)畫繪圖410，視覺上近似于jpeg 400。私用加密密鑰310反過來經(jīng)由Diffie-Hellman密鑰交換（DHKX）協(xié)議的模塊化數(shù)學(xué)函數(shù)被計(jì)算成公鑰320。通過DHKX協(xié)議的進(jìn)一步應(yīng)用，公鑰320經(jīng)由多個(gè)不同的安全或不安全的路徑置于接受方。每一方，在接收到另一通信方的公鑰320時(shí)，繼續(xù)進(jìn)一步應(yīng)用DHKX協(xié)議，將每個(gè)公鑰320與另一方的私鑰310組合以生成共享加密密鑰-容器330。不具有消息330、或共享加密密鑰-容器隱藏消息340的共享加密密鑰-容器，與始發(fā)私用加密密鑰310或始發(fā)公共加密密鑰310在分析上不可區(qū)分?？刹榭吹氖噶繄D像405、410、420、430和440也是彼此不可區(qū)分的。

存在至少兩種方式來表示文本通信，文本-作為-文本和圖形-作為-文本（圖像作為文本）。利用本發(fā)明，圖像可以被存儲(chǔ)，其隱藏在另一圖像內(nèi)時(shí)可視地轉(zhuǎn)換為文本。點(diǎn)矢量的屬性可以包含不同點(diǎn)矢量的位置的隱藏?cái)?shù)據(jù)。一旦揭示，先前隱藏的數(shù)據(jù)指示在不同位置的點(diǎn)的呈現(xiàn)，從而揭示隱藏的圖像。

參考圖4，在本發(fā)明之前，隱藏在矢量圖像內(nèi)的隱寫數(shù)據(jù)未被加密，因此遭受僅采用嵌入數(shù)據(jù)方法的理解的檢測(cè)。成功的密碼分析取決于找到和利用某些弱點(diǎn)，并且視覺上暴露的加密可以為某些類型的密碼攻擊提供這個(gè)。利用本發(fā)明，完全加密的共享密鑰-容器500中的隱藏?cái)?shù)據(jù)的存在被加密且不可檢測(cè)，并僅在擁有和應(yīng)用共享密鑰-容器330的情況下，被揭示為部分解密的共享密鑰505（作為說明）和完全解密的共享密鑰-容器510中的非隱藏?cái)?shù)據(jù)，而不管是否知道嵌入或加密數(shù)據(jù)的方法。

存儲(chǔ)和交換在非安全網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和跨非安全網(wǎng)絡(luò)的安全數(shù)據(jù)通信需要特定協(xié)議。參考圖5，本發(fā)明經(jīng)由Diffie-Hellman密鑰交換（DHKX）協(xié)議在由參與者單獨(dú)執(zhí)行的八個(gè)步驟中的應(yīng)用，并且導(dǎo)致共享加密密鑰-容器的由一個(gè)或兩個(gè)參與者的擁有，而滿足數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)和交換的要求。為了僅存儲(chǔ)，每個(gè)通信者執(zhí)行過程一680的步驟和過程二690的步驟。為了存儲(chǔ)和交換，通信者完成過程一680的步驟，而第二通信者完成過程二690的步驟。在步驟一600中，所有通信者選擇相互同意的素?cái)?shù)p和模數(shù)基礎(chǔ)g。

在步驟二610中，通信者選擇個(gè)體源文件300（例如jpeg）以計(jì)算點(diǎn)矢量的陣列，其中每個(gè)矢量具有關(guān)聯(lián)隨機(jī)數(shù)，其從加權(quán)重心沃羅諾伊圖和勞埃德算法對(duì)源文件的應(yīng)用而生成。過程一680在步驟二610處產(chǎn)生第一矢量圖像。過程二690在步驟二610處產(chǎn)生第三矢量圖像。

在步驟三620中，通信者從第一矢量圖像計(jì)算“私用”隨機(jī)數(shù)整數(shù)的陣列，產(chǎn)生第一隨機(jī)數(shù)陣列a_n，并且從第三矢量圖像產(chǎn)生第三隨機(jī)數(shù)陣列b_n。過程一680在步驟三610處產(chǎn)生第一私鑰，并且過程二690在步驟三610產(chǎn)生第三私鑰。

在步驟四630中，通信者使用方程對(duì)從a_n導(dǎo)出的第二隨機(jī)數(shù)陣列A_n，以及使用方程對(duì)從b_n導(dǎo)出的第四隨機(jī)數(shù)陣列B_n，計(jì)算“公共”隨機(jī)數(shù)的陣列。過程一680在步驟四630處產(chǎn)生第二公鑰，并且過程二在步驟四630處產(chǎn)生第四公鑰。

在步驟五640中，通信者將每個(gè)參與者的公共隨機(jī)數(shù)陣列傳送到攻擊信道內(nèi)或跨攻擊信道的另一個(gè)參與者。過程一在步驟五640處存儲(chǔ)并傳送第二公鑰到執(zhí)行過程二690的通信者。過程二690在步驟五640處存儲(chǔ)并傳送第四公鑰到執(zhí)行過程一680的通信者。

在步驟六650中，執(zhí)行過程一680的通信者從執(zhí)行過程二690的另一通信者的第四矢量圖像接收公共隨機(jī)數(shù)陣列。在步驟六650中，執(zhí)行過程二690的通信者從執(zhí)行過程一680的另一通信者的第二矢量圖像接收公共隨機(jī)數(shù)陣列。過程一680在步驟六650處接收第四公鑰，而過程二690在步驟六650處接收第二公鑰。

在步驟七660中，每個(gè)通信者調(diào)用其私用隨機(jī)數(shù)陣列。執(zhí)行過程一680的通信者調(diào)用第一圖像矢量。執(zhí)行過程一690的通信者調(diào)用第三圖像矢量。過程一680在步驟七650處調(diào)用第一私鑰，并且過程二690在步驟七650處接收第三私鑰。

在步驟八670中，通信者計(jì)算共享隨機(jī)數(shù)的陣列，使得用于通信者執(zhí)行過程一680的S_n為，并且用于通信者執(zhí)行過程二690的S_n為，由此兩個(gè)S_n結(jié)果彼此相等并且充當(dāng)用于加密和解密隱藏通信的共享密鑰。

參考現(xiàn)有技術(shù)的圖3，繪圖305的屬性在私鑰310、公鑰320、共享密鑰（無(wú)消息）330和共享密鑰（隱藏消息）340中轉(zhuǎn)換。參考圖6，圓點(diǎn)矢量的屬性提供在啟動(dòng)、加密、解密、存儲(chǔ)和傳送不可檢測(cè)的數(shù)據(jù)通信中的角色和功能。根據(jù)本發(fā)明，具體地，將某些點(diǎn)矢量屬性的角色和功能從繪圖角色750和繪圖功能760修改為共享密鑰角色770和共享密鑰功能780。這種角色和功能的修改是多種改進(jìn)，其提供隱藏和加密文本和圖形通信的轉(zhuǎn)換能力和存儲(chǔ)容量。角色和功能從繪圖到共享密鑰來改進(jìn)的點(diǎn)矢量屬性是微位置710、半徑720、陰影（1）730和陰影（2）740。

具體針對(duì)微位置710，將繪圖掩飾文本752轉(zhuǎn)換為共享密鑰-容器密文772。

具體針對(duì)半徑720，將繪圖掩飾文本754轉(zhuǎn)換為共享密鑰-容器密碼位置X 774，并且將繪圖半徑764轉(zhuǎn)換??為共享密鑰-容器X坐標(biāo)784。

具體針對(duì)陰影（1）730，將繪圖掩飾文本756轉(zhuǎn)換為共享密鑰-容器密碼位置Y 776，并且將繪圖灰度766轉(zhuǎn)換為共享密鑰-容器Y坐標(biāo)786。

具體針對(duì)陰影（2）740，將繪圖掩飾文本758轉(zhuǎn)換為共享密鑰-容器密碼位置Y 778，并且將繪圖顏色768轉(zhuǎn)換為共享密鑰-容器Y坐標(biāo)788。

參考圖7，除了宏位置805之外，每個(gè)屬性800經(jīng)由相關(guān)的函數(shù)等式850轉(zhuǎn)換，函數(shù)等式850重新分配屬性800以同時(shí)表示源圖像并且包含表示隱藏消息的數(shù)據(jù)。對(duì)于被轉(zhuǎn)換的每個(gè)屬性800，點(diǎn)矢量的屬性被系統(tǒng)地修改，使得當(dāng)與點(diǎn)矢量的非修改狀態(tài)進(jìn)行比較時(shí)，該修改產(chǎn)生隱藏消息的組分。點(diǎn)矢量的屬性的系統(tǒng)修改沒有單獨(dú)地或總計(jì)地包含提供隱藏消息的任何知曉或任何消息存在于其中的證據(jù)的信息，從而提供“完美和隱藏的保密”的改進(jìn)。

屬性Micro XYLocation 810應(yīng)用等式860，由此ASCII_Val = f(Old_VoronoiXY, New_VoronoiXY, voffset_val)。為了加密消息，ASCII_Val和Old_VoronoiXY是輸入，產(chǎn)生New_VoronoiXY和voffset_val。為了解密消息，Old_VoronoiXY和New_VoronoiXY是輸入，產(chǎn)生voffset_val和ASCII_Val。ASCII_Val對(duì)應(yīng)于ASCII表中的文本字符。隱藏消息將等于對(duì)應(yīng)于全體ASCII_Val結(jié)果的文本的聚合。

屬性半徑 820應(yīng)用等式870，由此X = f(Old_Radius, New_Radius, roffset_val)。為了加密消息，X坐標(biāo)和Old_Radius是輸入，產(chǎn)生New_Radius和roffset_val。為了解密消息，Old_Radius和New_Radius是輸入，產(chǎn)生roffset_val和X坐標(biāo)。X坐標(biāo)表示可查看文件的X-軸上的位置。隱藏圖像的點(diǎn)矢量的x-軸將對(duì)應(yīng)于X坐標(biāo)中的每一個(gè)。

屬性陰影（1）830應(yīng)用等式Y(jié) = f(Old_Shade, New_Shade, soffset_val）。為了加密消息，Y坐標(biāo)和Old_Shade是輸入，產(chǎn)生New_Shade和soffset_val。為了解密消息，Old_Shade和New_Shade是輸入，產(chǎn)生soffset_val和Y坐標(biāo)。Y坐標(biāo)表示可查看文件的Y軸上的位置。隱藏圖像的點(diǎn)矢量的y-軸將對(duì)應(yīng)于Y坐標(biāo)的每一個(gè)。參考現(xiàn)有技術(shù)的圖3時(shí)，當(dāng)源圖像和相關(guān)矢量圖像305、310、320、330和340是灰度時(shí)，使用屬性陰影（1）。

參考現(xiàn)有技術(shù)的圖7，屬性陰影（2）840應(yīng)用等式Y(jié) = f(Old_Shade, New_Shade; soffset_val)。為了加密消息，Y坐標(biāo)和Old_Shade是輸入，產(chǎn)生New_Shade。為了解密消息，Old_Shade和New_Shade是輸入，產(chǎn)生soffset_val和Y坐標(biāo)。Y坐標(biāo)表示可查看文件的Y軸上的位置。隱藏圖像的點(diǎn)矢量的y軸將對(duì)應(yīng)于Y坐標(biāo)的每一個(gè)。參考現(xiàn)有技術(shù)的圖3時(shí)，當(dāng)源圖像和相關(guān)矢量圖像305、310、320、330和340是彩色時(shí)，使用屬性陰影（2）。

參考圖8，本發(fā)明利用宏x、y坐標(biāo)系統(tǒng)900來在整個(gè)可查看區(qū)域內(nèi)定位點(diǎn)矢量陣列，使得聚合點(diǎn)矢量呈現(xiàn)源文件的矢量圖像。共享密鑰的每個(gè)沃羅諾伊單元910利用ASCII網(wǎng)格920來修改點(diǎn)矢量位置以表示作為隱藏消息的組成部分的文本字符。ASCII網(wǎng)格920的圓形設(shè)計(jì)，針對(duì)任何voffset_val值的集合，服務(wù)于最小化Old_VoronoiXY和New_VoronoiXY之間的物理距離和視覺失真，同時(shí)為ASCII表的文本字符提供容量。ASCII網(wǎng)格920上的例示性的質(zhì)心“A”和“B”呈現(xiàn)所計(jì)算ASCII值68的ASCII偏移930示例，其表示ASCII文本字符“D”。

參考現(xiàn)有技術(shù)的圖6和圖7，共享密鑰-容器（x, y）位置782點(diǎn)矢量屬性包含隱藏的ASCII文本消息的Micro_XYLocation 810。參考圖9，通過對(duì)齊ASCII網(wǎng)格920的中心（參考現(xiàn)有技術(shù)的圖8）與點(diǎn)矢量的Old_VoronoiXY 1000的中心（跟隨有ASCII網(wǎng)格的68個(gè)單個(gè)分階段圓形導(dǎo)線1040）（參考現(xiàn)有技術(shù)的圖9），計(jì)算voffset_val 1020值68和文本字符“D”，直到達(dá)到ASCII值，從而建立New_VoronoiXY 1010的坐標(biāo)和新定位的點(diǎn)矢量的中心。以這種方式，表示源的點(diǎn)矢量陣列的點(diǎn)被系統(tǒng)地重新定位，如由voffset_val 1020所反映，參考現(xiàn)有技術(shù)的圖8，利用ASCII網(wǎng)格920，在它們的沃羅諾伊單元910內(nèi)實(shí)現(xiàn)ASCII偏移930以總體上包含隱藏消息。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，除了保護(hù)和隱藏通信的能力之外，多維加密的優(yōu)點(diǎn)包括使得發(fā)送者和接收者能夠控制以下各項(xiàng)：

?一種能力，即，選擇各種圖形文件來表示啟動(dòng)加密過程的源、或者簡(jiǎn)單地表示精細(xì)藝術(shù)興趣的運(yùn)用，從而建立掩飾圖形圖像的幾乎無(wú)限制的供給，其中掩飾圖形圖像能夠無(wú)害地充當(dāng)加密密鑰來包含安全數(shù)據(jù)通信。

·一種能力，即，使用具有哈希碼的哈希函數(shù)來啟動(dòng)、加密、解密、存儲(chǔ)和傳送未加密文檔的安全認(rèn)證數(shù)字簽名，以用于認(rèn)證發(fā)送者、時(shí)間、考慮中的未加密文檔的未改變的狀態(tài)。

?一種能力，即，重新使用多維共享加密密鑰容器，而沒有降低其中包含的數(shù)據(jù)通信的安全性或不可檢測(cè)性質(zhì)。

對(duì)于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將顯而易見的是，在現(xiàn)有技術(shù)的示例性屬性示意圖6中未示出加密密鑰-容器的屬性的所有可能的功能和角色。所示的點(diǎn)700-740的屬性的示例性維度提供對(duì)本發(fā)明的理解以及維度的細(xì)節(jié)、使用根據(jù)實(shí)施方式的本發(fā)明的角色和功能。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，本文公開的本發(fā)明是相對(duì)于示例性的具體實(shí)施方式來描述。然而，這不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。具體來說，可設(shè)想所公開的發(fā)明的其它實(shí)施方式，因此本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為限于上文討論的具體實(shí)施方式。

實(shí)施方式可以在其他非計(jì)算和具有計(jì)算能力的系統(tǒng)和處理器或上述的組合上實(shí)現(xiàn)。實(shí)施方式還可以實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)器模塊中的軟件程序，其中軟件程序?qū)⒁谇度胧?、?dú)立或分布式處理器或處理系統(tǒng)上運(yùn)行。實(shí)施方式還可以在處理器、集成軟件和硬件的組合上運(yùn)行，或者作為仿真在服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)或移動(dòng)計(jì)算設(shè)備上的硬件上運(yùn)行。本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為受限于基于具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的范圍中，而是應(yīng)當(dāng)基于當(dāng)前和未來預(yù)想的實(shí)現(xiàn)能力來考慮。

盡管本文中參考優(yōu)選的實(shí)施方案描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，其他應(yīng)用可以替代本文所闡述的那些。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)僅由下面包括的權(quán)利要求來限定。