基于图像随机置乱技术的防伪加密方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像随机置乱技术的防伪加密方法，属于加密防伪技术领域。本发明专利技术对图像中的信息进行没有任何规律的“随机空间置乱”，由于空间结构信息很难破解，因此其能够大大提高加密的安全性；而且“随机空间置乱”可以与“掩膜处理”进行耦合，进一步提高可靠性。现有方法离不开密码，字符串等，这些加密和防伪信号都是无时空结构的信号。而本发明专利技术的防伪加密方法，完全脱离了现有的加密和防伪的框架，利用图像空间结构的信号来实现加密和防伪信息，是全新意义上的加密和防伪方法。

Anti-counterfeiting encryption method based on image random scrambling technology

【技术实现步骤摘要】
基于图像随机置乱技术的防伪加密方法
本专利技术属于加密防伪领域，具体涉及一种基于图像随机置乱技术的防伪加密方法。
技术介绍
数字技术最大优点是稳定性极高，它可毫无损失地实现传输、拷贝和存储，这是最大优点，但也带来了很大的困难---它的安全性实在太差。数字信息加密和防伪问题成为十分难已解决的问题。现在网络纠纷、网络犯罪大量发生。随着技术发展，作案成本也大大降低，不懂网络的人，可以很便宜地在市场上买到作案设备，作案操作也方便。使作案人数也越来越多，网络加密和网络防伪越来越成为网络中存在问题。比特币防伪技术可算是最最安全的手段。它实际上是用RSA或ECC的加密技术来代替防伪，由于目前公开密码RSA和ECC都没有被破译，所以使比特币成为最安全的手段，RSA和ECC虽然没有被破译，但它可以用穷举法来达到破译，为提高RSA和ECC的可靠性，只能靠计算的位数增加来提高它的可靠性，现在RSA已经增加到一千位至两千位，我们用的个人计算机是64位双精度，用这样计算机来计算一千位的数字运算，实在不方便。ECC虽然位数只有200—300位，由于它的计算复杂性高，所以它也相当于RSA1000位加密强度。在普通PC机中实现公开密码加密还是显得麻烦费时，特别在手机上更难实现。最近较热门的是区块链技术，但其实区块链的核心部分也有公开密码，因此它也具有RSA和ECC相同弱点。目前在电子商务中，无论是电子发票、电子支付中都未采用比特币那样的技术和区块链技术(确实现在还在努力中，但操作速度问题还是没有解决)。现有电子商务所用安全技术如：用数字和字码等组成随机序列，作为密码，序列越长安全等级越高，序列长了很难被记忆，特别是很多人为了容易记忆,常把自己生日做密码,或几个家人生日、或种种与自己有关数据作密码,接近他的人,知道他的习惯,这更使他密码的破解范围大大缩小,使密码的可靠性大大变差，为此，目前进一步采用手段是增加更多“措施”来提高可靠性，如加“认证码”；用多渠道传输认证码(如电话短信、网络Email等)；两维条码；手机号码作为确认依据等等多种手段的组合。仔细分析这些方法都不太可靠，只是多用几种方法，仅仅为了增加一些安全感。以上列举的方法都是属于数字和字码的基础，与具有空间结构的图像信号无关。由于目前无论在硬件和软件技术发展，使图像在传输、存储、拷贝等技术得到很好发展，使充分利用数字图像的特点来实现加密和防伪的技术显得容易实现，这方面的技术有望使加密和防伪性能大大提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中防伪加密方法在安全性、可靠性上存在的缺陷，并提供一种基于图像随机置乱技术的防伪加密方法。本专利技术所采用的具体技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种基于图像随机置乱技术的防伪加密方法，其步骤如下：S1：将待加密信息叠加于带有发送方唯一生物学特征信息的第一图像上，得到第二图像；S2：将第二图像中的像素进行随机空间置乱，所述的随机空间置乱为在保持像素值不变的情况下在空间上对像素分布进行随机位置调换，使图像转换为视觉上的随机散点图后得到第三图像；S3：接收方获取到第三图像后，按照所述随机空间置乱的反过程对第三图像进行还原，得到第二图像；S4：接收方获取发送方用于验证的唯一生物学特征信息，然后将其与第二图像中记载的唯一生物学特征信息进行比对，若比对通过则从第二图像上读取得到加密信息。作为第一方面的优选实现方式，所述的S1中，第二图像在进行随机空间置乱之前先进行掩膜处理，将第二图像中的每个像素值按照预定规律与掩膜图像进行运算后，由运算结果形成第四图像并作为新的第二图像进行S2的随机空间置乱，所述的第四图像为视觉上的随机散点图。作为上述第一方面两种实现方式的优选，所述的带有发送方唯一生物学特征信息的第一图像为带有发送方人脸的照片。作为上述第一方面两种实现方式的优选，所述的掩膜处理方法为：获取一张与被处理图像相同大小的掩膜图像，然后将被处理图像与掩膜图像中对应像素的像素值按预定规律进行数学运算，将运算结果值记载于第四图像的对应位置中。进一步的，所述的掩膜处理过程中，若数学运算后的运算结果值超出图像像素值大小限制，则将所述第四图像分为主图像和辅助图像，主图像中记载像素值的阈值，而辅助图像中记载运算结果值与阈值的差值。作为上述第一方面两种实现方式的优选，所述发送方用于验证的唯一生物学特征信息通过实时验证的方式获取，优选为实时的视频人脸认证。作为上述第一方面两种实现方式的优选，所述的图像为黑白图像或彩色图像。作为上述第一方面两种实现方式的优选，所述的图像像素值为8位、24位或其他位数。本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：1)现有方法离不开密码，字符串等，这些加密和防伪信号都是无时空结构的信号。而本专利技术的防伪加密方法，完全脱离了现有的加密和防伪的框架，利用图像空间结构的信号来实现加密和防伪信息，是全新意义上的加密和防伪方法。2)本专利技术对图像中的信息进行没有任何规律的“随机空间置乱”，由于空间结构信息很难破解，因此其能够大大提高加密的安全性；而且“随机空间置乱”可以与“掩膜处理”进行耦合，进一步提高可靠性。本专利技术可以做到无法用穷举法解密。3)本专利技术中，原始图像带有发送方唯一生物学特征信息，而发送方唯一生物学特征信息可以用于进行防伪验证，防止出现他人冒用的情况。3)数字图像还有最大特点是可以随意修改图像，如把人的头像换一个、将文字与图像分开、或者把签名进行修改等等，而且这种修改往往可以在肉眼可识别范围内做到“天衣无缝”。但是由于本专利技术采用了随机置乱法，把原图形任一局部处的像素点经置乱后都会分散在置乱后图像的各处，如果要改动这置乱后图像任意一小区域。都会在整个图像中反映出来，也就是说任何微小的修改都能很快能被发现，这就基本上防止了图像的局部修改。附图说明图1为实施例1中的第一图像示意图；图2为实施例1中的第二图像示意图；图3为实施例1中的第三图像示意图；图4为实施例2中的第四图像示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。实施例1：本专利技术中，一种基于图像随机置乱技术的防伪加密方法，其具体步骤如下：S1：首先，获取一张带有发送方唯一生物学特征信息的第一图像，发送方唯一生物学特征信息可以是发送方的人脸、指纹、虹膜等具有唯一性的生物识别特征信息。本专利技术中，考虑到获取的方便性，优选采用一张带有发送方人脸的照片，如图1所示。发送方需要发送的待加密信息可直接写于该第一图像上，得到第二图像。以支付过程作为应用场景为例，可以书写的加密信息为相应的支付信息，第二图像如图2所示，当然具体的加密信息可以根据应用场景进行变换。需注意的是，本步骤中，书写的加密信息位置和大小应当适当控制，以免破坏唯一生物学特征信息的读取。S2：将第二图像中的像素进行随机空间置乱，本专利技术中所述的随机空间置乱是指对像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像随机置乱技术的防伪加密方法，其特征在于，步骤如下：/nS1：将待加密信息叠加于带有发送方唯一生物学特征信息的第一图像上，得到第二图像；/nS2：将第二图像中的像素进行随机空间置乱，所述的随机空间置乱为在保持像素值不变的情况下在空间上对像素分布进行随机位置调换，使图像转换为视觉上的随机散点图后得到第三图像；/nS3：接收方获取到第三图像后，按照所述随机空间置乱的反过程对第三图像进行还原，得到第二图像；/nS4：接收方获取发送方用于验证的唯一生物学特征信息，然后将其与第二图像中记载的唯一生物学特征信息进行比对，若比对通过则从第二图像上读取得到加密信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像随机置乱技术的防伪加密方法，其特征在于，步骤如下：
S1：将待加密信息叠加于带有发送方唯一生物学特征信息的第一图像上，得到第二图像；
S2：将第二图像中的像素进行随机空间置乱，所述的随机空间置乱为在保持像素值不变的情况下在空间上对像素分布进行随机位置调换，使图像转换为视觉上的随机散点图后得到第三图像；
S3：接收方获取到第三图像后，按照所述随机空间置乱的反过程对第三图像进行还原，得到第二图像；
S4：接收方获取发送方用于验证的唯一生物学特征信息，然后将其与第二图像中记载的唯一生物学特征信息进行比对，若比对通过则从第二图像上读取得到加密信息。


2.如权利要求1所述的基于图像随机置乱技术的防伪加密方法，其特征在于，所述的S1中，第二图像在进行随机空间置乱之前先进行掩膜处理，将第二图像中的每个像素值按照预定规律与掩膜图像进行运算后，由运算结果形成第四图像并作为新的第二图像进行S2的随机空间置乱，所述的第四图像为视觉上的随机散点图。


3.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：童勤业，童文戈，童文戟，
申请(专利权)人：童勤业，童文戈，童文戟，
类型：发明
国别省市：浙江;33