摘要:
图像处理任务正快速向云端和多方协同环境迁移, 而云服务器上直接处理明文图像数据, 极易泄露图像中的敏感信息, 且难以抵御篡改等恶意攻击, 无法保证数据完整性和服务可靠性. 在此背景下, 提出一种面向恶意敌手环境的目标检测推理方案——MalOD, 实现针对恶意敌手环境的安全目标检测. MalOD通过构建加密的特征金字塔网络 (secure feature pyramid network, SecFPN)实现密文图像的多级特征提取, 并基于多层次密文特征设计安全区域提议网络(secure region proposal network, SecRPN)和兴趣区域安全对齐(secure region of interest align, SecRoIA)模块从而完成安全目标检测. 具体来说, 借助复制秘密共享(replicated secret sharing, RSS)技术, 设计一系列安全计算原语, 包括安全向上取整函数、安全双线性插值和安全最近邻插值, 为SecFPN、SecRPN、SecRoIA等模块提供底层支撑, 确保恶意敌手环境下检测流程的高效与准确. 此外, 证明MalOD的正确性和安全性, 并在COCO和Pascal VOC数据集上进行性能评估. 实验结果表明, 在满足严格安全要求的同时, MalOD实现较高的目标检测精度. 特别地, 当目标检测的交并比阈值为0.5时, 其在COCO子集上平均精度仅比明文检测下降0.113. 为恶意环境下的隐私保护图像处理提供了理论和实践支持, 尤其适用于不可信的云计算和多方协作场景中.