图像加解密系统及图像加解密方法技术方案

本发明专利技术提供一种图像加解密系统及图像加解密方法，图像加密系统包括：细胞自动机；第一加密模块，与细胞自动机相连接；置乱映射表生成模块，与细胞自动机相连接；第二加密模块，与第一加密模块及置乱映射表生成模块相连接。在伪随机混沌序列与图像数据的明文进行可逆信息混合，以对图像数据的数值进行加密之后，再将第一次加密的数据分为多个数据块，并依据置乱映射表对数据块进行重组，以将第一次加密的数据的位置置乱，使得信息混序的强度更大，密文数字序列更加无规律性；确保了攻击者无法利用公开的算法细节来计算用于第一次加密的伪随机序列，弥补了现有算法技术的漏洞，达到了对习惯使用同一密钥加密多组数据的用户的长久信息保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字图像处理及数据加密
，特别是涉及一种图像加解密系统及图像加解密方法。
技术介绍
现有图像加密技术中，一种常用的加密的方式是，使用伪随机混沌序列和图像的原始数据进行相应位置的可逆混合，使混合后的数据也具有随机的特性以达到加密的目的，解密时使用同样的伪随机混沌序列进行逆变换还原成明文。这种加密方式在特定的条件都严格满足的情况下，存在被破解的风险，这些条件是：1、用户不习惯修改密码，使用同一密钥加密图像数据；2、用同一密钥加密的数据中，有一组的对应明文和密文同时被攻击者获取；3、加密算法细节公开，攻击者可以开发软件完全复现加密解密过程；那么攻击者可使用已知明文和密文推测作为密钥空间的伪随机混沌序列，对于同一密钥加密的其他密文，使用该序列对密文进行逆变换即可破解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种涉及图像加解密系统及图像加解密方法，以解决现有技术中由于只采用一层加密而存在容易被破解的漏洞的问题。本专利技术提供一种图像加密系统，所述图像加密系统包括：细胞自动机，所述细胞自动机适于以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；第一加密模块，所述第一加密模块与所述细胞自动机相连接，适于将所述伪随机混沌序列与所述图像数据的明文进行可逆信息混合，以得到第一加密数据；置乱映射表生成模块，所述置乱映射表生成模块与所述细胞自动机相连接，适于依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表；第二加密模块，所述第二加密模块与所述第一加密模块及所述置乱映射表生成模块相连接，适于依据密钥长度将所述第一加密数据分为多个数据块，并依据所述置乱映射表对所述数据块进行重组，以得到置乱后的第二加密数据。作为本专利技术的图像加密系统的一种优选方案，所述第二加密模块包括：分块单元，所述分块单元与所述第一加密模块相连接，适于依据密钥长度对所述第一加密数据分为多个数据块；重组单元，所述重组单元与所述分块单元及所述置乱映射表生成模块相连接，适于依据所述置乱映射表对所述数据块进行重组，以得到置乱后的第二加密数据。本专利技术提供一种图像加密方法，所述图像加密方法包括：使用细胞自动机以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；将所述伪随机混沌序列与所述图像数据的明文进行可逆信息混合得到第一加密数据；依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表；依据密钥长度将所述第一加密数据分为多个数据块，并依据所述置乱映射表对所述数据块进行重组，以得到置乱后的第二加密数据。作为本专利技术的图像加密方法的一种优选方案，将所述伪随机混沌序列与所述图像数据的明文的相应位进行可逆信息混合得到所述第一加密数据。作为本专利技术的图像加密方法的一种优选方案，依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表包括以下步骤：取所述伪随机混沌序列中与密钥等长的子集，对所述子集中每个元素的原始位置进行标记；将所述子集中的所有元素按照值的大小重新排序；将排序后的所述子集中的每个元素的位置与原始位置做映射即可得到所述置乱映射表。本专利技术又提供一种图像解密系统，所述图像解密系统与上述任一方案中所述的图像加密系统相连接，适于对所述图像加密系统得到的第一加密数据及第二加密数据进行解密，所述图像解密系统包括：细胞自动机，所述细胞自动机适于以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；置乱映射表生成模块，所述置乱映射表生成模块与所述细胞自动机相连接，适于依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表；第一解密模块，所述第一解密模块与所述图像加密系统及所述置乱映射表生成模块相连接，适于依据密钥长度将所述第二加密数据分为多个数据块，并依据所述置乱映射表对所述数据块进行逆向重组；第二解密模块，所述第二解密模块与所述细胞自动机及所述第一解密模块相连接，适于依据所述伪随机混沌序列对所述第一解密模块逆向重组得到的数据进行混合逆变换。作为本专利技术的图像解密系统的一种优选方案，所述第一解密模块包括：分块单元，所述分块单元与所述图像加密系统相连接，适于依据密钥长度将所述图像加密系统得到的所述第二加密数据分为多个数据块；重组单元，所述重组单元与所述分块单元及所述置乱映射表生成模块相连接，适于依据所述置乱映射表对所述数据块进行逆向重组。本专利技术再提供一种图像解密方法，所述图像解密方法适于对上述任一方案中所述的图像加密方法中得到的第一加密数据及第二加密数据进行解密，其特征在于，包括：使用细胞自动机以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表；依据密钥长度将所述第二加密数据分为多个数据块，并依据所述置乱映射表对所述数据块进行逆向重组；依据所述伪随机混沌序列对所述第一解密模块逆向重组得到的数据进行混合逆变换。作为本专利技术的图像解密方法的一种优选方案，依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表包括以下步骤：取所述伪随机混沌序列中与密钥等长的子集，对所述子集中每个元素的原始位置进行标记；将所述子集中的所有元素按照值的大小重新排序；将排序后的所述子集中的每个元素的位置与原始位置做映射即可得到所述置乱映射表。本专利技术提供一种图像加解密系统及图像加解密方法，具有如下有益效果：在使用细胞自动机生成的伪随机混沌序列与图像数据的明文进行可逆信息混合，以对图像数据的数值进行加密之后，再将第一次加密的数据分为多个数据块，并依据置乱映射表对数据块进行重组，以将第一次加密的数据的位置置乱，使得信息混序的强度更大，密文数字序列更加无规律性；确保了攻击者无法利用公开的算法细节来计算用于第一次加密的伪随机序列，弥补了现有算法技术的漏洞，达到了对习惯使用同一密钥加密多组数据的用户的长久信息保护。附图说明图1显示为本专利技术实施例一中提供的图像加密系统的框图。图2显示为本专利技术实施例一中提供的图像加密系统中的第二加密模块的框图。图3显示为本专利技术实施例二中提供的图像加密方法的流程示意图。图4显示为本专利技术实施例三中提供的图像解密系统的框图。图5显示为本专利技术实施例三中提供的图像解密系统中的第一解密模块的框图。图6显示为本专利技术实施例四中提供的图像解密方法的流程示意图。元件标号说明11、31 细胞自动机12 第一加密模块13、32 置乱映射表生成模块14 第二加密模块141、331 分块单元142、332 重组单元33 第一解密模块34 第二解密模块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一请参阅图1，本专利技术提供一种图像加密系统，所述图像加密系统包括：细胞自动机11，所述细胞自动机11适于以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；所述细胞自动机11由大量基本组成单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像加密系统，其特征在于，包括：细胞自动机，适于以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；第一加密模块，与所述细胞自动机相连接，适于将所述伪随机混沌序列与所述图像数据的明文进行可逆信息混合，以得到第一加密数据；置乱映射表生成模块，与所述细胞自动机相连接，适于依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表；第二加密模块，与所述第一加密模块及所述置乱映射表生成模块相连接，适于依据密钥长度将所述第一加密数据分为多个数据块，并依据所述置乱映射表对所述数据块进行重组，以得到置乱后的第二加密数据。

【技术特征摘要】
1.一种图像加密系统，其特征在于，包括：细胞自动机，适于以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；第一加密模块，与所述细胞自动机相连接，适于将所述伪随机混沌序列与所述图像数据的明文进行可逆信息混合，以得到第一加密数据；置乱映射表生成模块，与所述细胞自动机相连接，适于依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表；第二加密模块，与所述第一加密模块及所述置乱映射表生成模块相连接，适于依据密钥长度将所述第一加密数据分为多个数据块，并依据所述置乱映射表对所述数据块进行重组，以得到置乱后的第二加密数据。2.根据权利要求1所述的图像加密系统，其特征在于，所述第二加密模块包括：分块单元，与所述第一加密模块相连接，适于依据密钥长度对所述第一加密数据分为多个数据块；重组单元，与所述分块单元及所述置乱映射表生成模块相连接，适于依据所述置乱映射表对所述数据块进行重组，以得到置乱后的第二加密数据。3.一种图像加密方法，其特征在于，包括：使用细胞自动机以密钥为种子生成与图像数据等长的伪随机混沌序列；将所述伪随机混沌序列与所述图像数据的明文进行可逆信息混合得到第一加密数据；依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表；依据密钥长度将所述第一加密数据分为多个数据块，并依据所述置乱映射表对所述数据块进行重组，以得到置乱后的第二加密数据。4.根据权利要求3所述的图像加密方法，其特征在于，将所述伪随机混沌序列与所述图像数据的明文的相应位进行可逆信息混合得到所述第一加密数据。5.根据权利要求3所述的图像加密方法，其特征在于，依据所述伪随机混沌序列生成置乱映射表包括以下步骤：取所述伪随机混沌序列中与密钥等长的子集，对所述子集中每个元素的原始位置进行标记；将所述子集中的所有元素按照值的大小重新排序；将排序后的所述子集中的每个元素的位置与原始位置做映射即可得到所述置乱映射表。6.一种图像解密...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁海涛，
申请(专利权)人：上海奕瑞光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31