5@KSTI'2022pb Badanie i implementacja addytywnego homomorficznego kryptosystemu Pailliera w zastosowaniu dla odwracalnego osadzania danych.

typ projektu: badawczy z wymogiem publikacji

edycja: 2022pb

liczba studentów w projekcie 1 - 10

kierownik: -

Konsultanci:
dr inż. Bartosz Czaplewski

Hipoteza badawcza: Właściwość addytywnego homomorfizmu
kryptosystemu Pailliera pozwala na konstrukcję algorytmu odwracalnego osadzania
danych w zaszyfrowanych obrazach RDHEI.

Cel pracy: Implementacja kryptosystemu
Pailliera - asymetrycznego algorytmu kryptografii klucza publicznego z
addytywnym homomorfizmem. Wykorzystanie właściwości addytywnego homomorfizmu do
konstrukcji algorytmu odwracalnego osadzania danych w zaszyfrowanych obrazach
RDHEI. Badanie i analiza wykonanego algorytmu pod kątem wyznaczenia maksymalnej
pojemności osadzania dodatkowych danych w obrazach oraz jakości PSNR
oznakowanych obrazów.

Zadania do wykonania:

1. Zapoznanie się z
literaturą nt. szyfrowania homomorficznego, algorytmu Pailliera oraz metod
odwracalnego osadzania danych w szyfrogramie (RDHEI).

2. Analiza możliwości
implementacyjnych kryptosystemu Pailliera z addytywnym homomorfizmem.

3. Analiza metod
odwracalnego ukrywania danych w szyfrogramie (RRBE, VRAE, joint, separable).

4. Analiza i
implementacja algorytmu szyfrującego Pailliera, łączącego właściwości
addytywnego homomorfizmu z odwracalnym ukrywaniem danych w szyfrogramie.

6. Zbadanie parametrów
RDHEI dla zaproponowanego algorytmu (na przykładzie obrazów: pojemność
osadzania wyrażona metryką bpp (ang. bits per pixel) oraz jakość
odszyfrowanych obrazów z osadzonymi danymi).

7. Porównanie
otrzymanych wyników z aktualnymi metodami RDHEI.

Literatura:

1. Taek-Young Youn, Nam-Su Jho, Ku-Young Chang, “Practical Additive
Homomorphic Encryption for Statistical Analysis over Encrypted Data”, 2016
International Conference on Platform Technology and Service (PlatCon), DOI:
10.1109/PlatCon.2016.7456817.

2. Paillier, Pascal (1999). "Public-Key Cryptosystems Based on
Composite Degree Residuosity Classes". EUROCRYPT. Springer. pp. 223–238.
DOI:10.1007/3-540-48910-X_16.

3. YUN-QING SHI, XIAOLONG LI, XINPENG ZHANG, HAO-TIAN WU, BIN MA,
„Reversible Data Hiding: Advances in the Past Two Decades”, ACCESS,
DOI:10.1109/ACCESS.2016.2573308.

4. K. Ma, W. Zhang, X. Zhao, N. Yu, and F. Li, “Reversible data
hiding in encrypted images by reserving room before encryption”, IEEE
Transactions on Information Forensics and Security, vol. 8, no. 3, pp. 553–562,
2013.

5. Hao-Tian Wua, Yiu-ming Cheung, Jiwu Huang, “Reversible data hiding in
Paillier cryptosystem”, J. Vis. Commun. Image R. 40 (2016) 765–771.

6. Hao-Tian Wua, Yiu-ming Cheung, Zhiyuan Yang, Shaohua Tang, “A
high-capacity reversible data hiding method for homomorphic encrypted images”,
J. Vis. Commun. Image R. 62 (2019) 87–96.

Liczba wykonawców: 2-5

Uwagi: Wymagana podstawowa wiedza z zakresu kryptografii.