【技术实现步骤摘要】
图像加密方法、装置、设备及存储介质
[0001]本申请涉及数字图像处理
,特别涉及一种图像加密方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]随着互联网技术的快速发展,人们使用互联网技术存储和传输信息变得越来越方便。数字图像能够更加丰富和直观地表示信息,已经成为常见的信息存储格式之一。也正是由于数字图像在互联网上被广泛用于存储和传输数据信息,数字图像在互联网中的安全性逐渐成为研究焦点。由于数字图像具有数据量大、相邻像素之间的相关性强以及信息冗余度高等特性,传统的面向文本的加密方法,如高级加密标准(AES)和数据加密标准(DES),在直接应用于图像加密时,存在加密效率过低的缺点。
[0003]混沌系统具有不可预测性、遍历性和初值敏感性,被广泛使用在图像加密算法的设计中。混沌映射可以大致分为两类:一维(1D)映射和高维(HD)映射。由于1D混沌映射的实现成本较低,研究人员提出了大量基于1D混沌映射的图像加密算法。此外,约瑟夫斯置乱和DNA编码扩散技术也是目前广泛利用在加密领域的技术。
[0004]然而,传统的一维混沌映射,如Logistic映射、正弦映射、高斯映射等,仅能在小参数范围内表现出混沌行为。随着混沌参数的变化,上述各个映射的混沌区间通常是离散的。因此,当这些混沌映射被用于设计加密算法时,整个算法的密钥空间会受到一定的约束,导致密钥的安全程度不高,利用上述传统混沌映射设计的图像加密算法均存在安全隐患,存在被暴力破解的风险。
[0005]因此,如何将一种具有更宽混沌区间的混沌映射有 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种图像加密方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1、将待加密的目标图像转换成尺寸大小为M
×
N的二维图像矩阵I,根据所述二维图像矩阵I对应的哈希值H更新初始密钥,得到更新密钥;将所述更新密钥作为一维切比雪夫正弦耦合映射1D
‑
CSCM的初始参数,将1D
‑
CSCM迭代多次,得到混沌序列X;从所述混沌序列X中选取元素以生成多个密钥序列,每个所述密钥序列中包括顺序排列的至少一个元素;其中,所述1D
‑
CSCM表示为:x
n+1
=a|sin[π(arccos(bx
n
))]|mod 1,所述a、b表示所述初始参数,M、N、n为正整数,mod表示取模操作;步骤S2、根据所述多个密钥序列,按照目标转换方式将所述二维图像矩阵I转换为一维阵列I1,再对所述一维阵列I1进行第一次约瑟夫斯置乱,得到置乱后的一维阵列I11;将所述一维阵列I11转换为二维矩阵Z1;根据所述多个密钥序列,按照目标转换方式将所述二维矩阵Z1转换为一维阵列I2,再对所述一维阵列I2进行第二次约瑟夫斯置乱,得到一维置乱阵列I22,将所述一维置乱阵列I22转换为二维置乱矩阵Z;步骤S3、根据所述多个密钥序列,对所述二维置乱矩阵Z进行DNA编码,得到DNA矩阵DZ;根据所述多个密钥序列,对所述DNA矩阵DZ进行DNA行扩散,得到DNA行扩散矩阵DZ1;步骤S4、根据所述多个密钥序列,对所述DNA行扩散矩阵DZ1进行DNA列扩散,得到DNA列扩散矩阵DZ2;步骤S5、对DNA矩阵DZ2进行DNA解码,得到加密图像矩阵ENC。2.根据权利要求1所述的图像加密方法,其特征在于,所述步骤S2涉及的目标转换方式包括:从待转换矩阵的最外圈到最内圈,依次取出矩阵的各圈的元素,将取出的元素排列得到一维阵列,所述最外圈由待转换矩阵的第一行元素、最后一行元素、第一列元素和最后一列元素组成;其中,每一圈元素的取值方向由所使用的密钥序列决定:针对第i圈,当所使用的密钥序列的第i个元素为偶数时,则按照顺时针方向依次取值,否则,按照逆时针方向依次取值,在所述第一次约瑟夫置乱前进行的转换中,所述待转换矩阵是指二维图像矩阵I;在所述第二次约瑟夫置乱前进行的转换中,所述待转换矩阵是指二维矩阵Z1,其中,i为大于0的正整数。3.根据权利要求1所述的图像加密方法,其特征在于,所述步骤S1中将所述更新密钥作为一维切比雪夫正弦耦合映射1D
‑
CSCM的初始参数,将1D
‑
CSCM迭代多次,得到混沌序列X的过程包括:将所述1D
‑
CSCM迭代(Q+4q)次,舍弃前Q项,得到长度为4q的混沌序列X={x
Q+1
,x
Q+2
,
…
,x
Q+4q
},q为M和N中的最大值,Q为根据二维图像矩阵I的哈希值H确定的正整数。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中根据所述二维图像矩阵I对应的哈希...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐加能,张泽宗,黄婷婷,陆明升,黄种明,
申请(专利权)人:华侨大学,
类型:发明
国别省市:
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