Ocultamento reversível de dados no domínio cifrado baseado em NTRU e no teorema chinês do resto

Xinyue ZHANG ,  

Kunyi LAI ,  

Xin TANG ,  

Abstract

O ocultamento reversível de dados no domínio cifrado baseado em criptografia homomórfica (RDH-ED) oferece uma solução técnica promissora para o compartilhamento de dados em cenários de proteção de privacidade. No entanto, os métodos existentes baseados na unidade de anel polinomial truncada de grau N (NTRU) enfrentam um conflito fundamental entre capacidade de inserção e reversibilidade, geralmente exigindo pré-processamento do texto simples para reduzir a aleatoriedade do texto cifrado obtido. Para enfrentar esse problema, este artigo propõe um novo esquema RDH-ED que combina o sistema criptográfico NTRU com o teorema chinês do resto (CRT). O esquema não requer pré-processamento do texto simples e preserva completamente a estrutura polinomial original do texto simples construindo redundância multicanal no domínio cifrado. Ao introduzir um mecanismo de codificação baseado em CRT, um único coeficiente polinomial pode carregar múltiplas informações em bits, alcançando capacidade de inserção de 503 bits por polinômio sob parâmetros de tamanho médio. Além disso, com parâmetros coprimos previamente negociados, a extração das informações incorporadas pode ser concluída antes da descriptografia, proporcionando maior flexibilidade operacional. O rigoroso design de restrições matemáticas garante que termos redundantes sejam automaticamente eliminados durante o processo de descriptografia, assegurando a recuperação sem perdas dos dados originais. Os resultados experimentais mostram que o esquema proposto melhora significativamente a capacidade de inserção em comparação com os algoritmos RDH-ED dominantes baseados nos sistemas criptográficos NTRU, Paillier e ElGamal, sem comprometer a segurança ou eficiência operacional.

Keywords

ocultamento reversível de dados; sistema criptográfico NTRU; teorema chinês do resto; redundância multicanal

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