CN108898539A - 一种兼容jpeg压缩标准的彩色图像加密方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像安全领域，提供一种便于JPEG压缩的彩色图像加密方法。它包含如下步骤：首先将待加密图像I0分成n个互不重叠的子块，取每个子块第一个像素组成图像I0′。然后使用SHA3‑256算法计算I0′的哈希值并将其分比特段转换成密钥；使用Logistic映射迭代产生混沌序列并转化成伪随机序列SK1、SK2、SK3、SK4、SK5。再依次用这些序列对各明文图像块进行如下操作：用SK1控制置乱n个子块之间的相对位置；用SK2对3个颜色分量矩阵进行转置、颠倒；用SK3置乱每个子块的3个颜色分量矩阵之间相对位置；用SK4对每个子块的各颜色分量矩阵作竖直或水平方向的循环移位；用SK5决定子块各个颜色分量像素的异或运算。本发明具有加解密速度快、兼容JPEG分级压缩等优点，可以应用于移动社交平台等系统中。

Description

一种兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法
技术领域
本发明属于网络空间安全领域，旨在解决面向JPEG多级压缩的彩色图像在线安全传输与存储问题。
背景技术
随着移动互联网和图像传感器的快速发展，在互联网中传输的图像数据，无论是数量还是速度都在与日俱增。此外，由于数字图像生动、直观，同时可表示丰富信息，深受社交网络用户的喜爱。因为互联网的开放性，图像数据本身及其相关信息(比如拍摄或发布地址) 容易造成用户的隐私泄露。而图像数据的快速增长使得大量的带宽和存储空间被占用。因此，研究一种既能保证用户图像数据的隐私安全性，同时兼顾快速处理和高数据压缩率的图像安全传输方法成为迫切需要。
使用哈希函数建立起明文图像与加密过程中所用伪随机序列的关联机制，可大幅度提高图像加密方法抵抗(已知或选择)明文攻击的能力。SHA-3是NIST在2015年发布的新一代哈希函数标准，相对于SHA-2、SHA-1、SHA-0、MD5等经典哈希函数标准具有更高的安全性能。任何长度和类型的文件通过SHA-3函数计算生成固定长度的哈希值，其比特位的长度可以设定为224、256、384或512。如果文件有任何细微的改动都会导致最终计算出来的哈希值出现统计意义上巨大的变化，这就是安全哈希函数所应具备的“雪崩效应”。混沌系统具有对初值变化敏感性、非周期性、非收敛性、不可预测性等良好的密码学特性。使用一维混沌Logistic映射作为伪随机数生成器，用它来实现图像加密，算法简单、加解密速度快同时具备较好的安全性能。JPEG是被广泛采用的国际图像压缩标准，它提供了可调节图像质量的功能，允许用户选用任意压缩比例对原图像进行量化压缩。JPEG对彩色图像的有损压缩过程主要包括以下几个关键步骤：
(1)颜色空间的转换：将RGB转换为YCbCr。
(2)采样：对Y、Cb、Cr分量分别进行采样，数据采样比例通常为4:1:1、4:2:2和4:4:4。
(3)分块：将3个颜色分量分别都分成8×8互相不重叠的子块。
(4)时频变换：对每个子块分别进行DCT变换。
(5)量化：对每个子块相对于量化表进行量化。
(6)编码：使用哈夫曼算法对量化系数进行熵编码。
根据加密运算与压缩步骤的执行顺序，与压缩过程相结合的图像加密算法可分为如下三类：先压缩后加密；先加密后压缩；加密和压缩同时进行。在很多应用系统中，图像是先加密后压缩，但是现有的大多数图像加密方法过于追求安全性能，造成加密步骤繁杂、加密效率低下，并且使得密文图像相邻像素之间的相关度太低，从而大幅度降低压缩过程所能取得的压缩率。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，结合SHA-3标准哈希函数、动态密钥技术、混沌密码学理论以及JPEG有损压缩原理，有效地提高密文的安全性，实现快速加密，同时使得密文图像仍能被以较高的压缩率压缩。
按照本发明的设计思路，具体包含以下内容：
(1)输入大小为8a×8b的彩色图像I0(i)＝{I0,r,I0,g,I0,b}，将其划分成大小为 Bx×By＝8k×8k的个互不重叠的彩色图像子块，其中a、b、k为正整数，k能整除a、b，每个图像子块可表示为I0(i)＝{I0,r(i),I0,g(i),I0,b(i)}，i＝1,2,…,n；
(2)取I0(1)～I0(n)中每个子块的第一个像素组成采样图像I0′，用SHA3-256标准哈希算法计算图像I0′的哈希值H，对H的16进制的表示分段预处理得到各子密钥μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l；
(3)使用各子密钥作为Logistic映射的初始状态和控制参数，迭代产生混沌序列，再将其转换为伪随机整数序列SK1、SK2、SK3、SK4和SK5；
(4)使用伪随机序列SK1置乱图像I0的n个子块I0(1)～I0(n)之间的位置，得到图像I1；
(5)对图像I1的n个子块I1(1)～I1(n)，用SK2决定它们的颜色分量矩阵I1,r(i)、I1,g(i)和 I1,b(i)进行转置、上下颠倒、左右颠倒等随机组合操作(同一子块的3个颜色分量矩阵的操作相同),得到中间图像I2；
(6)用伪随机序列SK3置乱图像I2每个子块的3个颜色分量矩阵I2,r(i)、I2,g(i)和I2,b(i) 之间的相对位置，获得图像I3；
(7)对图像I3每个子块的颜色分量矩阵I3,r(i)、I3,g(i)和I3,b(i)，用伪随机序列SK4对它们以行和列为单位先后进行竖直和水平方向的循环移位运算(同一子块的3个颜色分量矩阵的移位运算相同)，生成图像I4；
(8)用伪随机序列SK5决定图像I4每个子块中的各个颜色分量矩阵I4,r(i)、I4,g(i)和 I4,b(i)是否做整体的异或运算，至此得到最终的密文图像I5。
上述的步骤(2)中对哈希值H的16进制数的表示分段预处理得到各子密钥μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l的具体过程如下：
步骤2a：哈希值H由SHA3-256标准哈希函数计算，它的值是由64位16进制数表示，将其前60位中每连续10位组成16进制数H1、H2、H3、H4、H5和H6，将剩下4位组成 16进制数H7；
步骤2b：将16进制数H1、H2、H3、H4、H5、H6和H7分别转换为10进制数H′1、H′2、 H′3、H4′、H5′、H6′和H7′；
步骤2c：按照下列式子把10进制数H′1、H′2、H′3、H4′、H5′、H6′和H7′分别转换为各子密钥μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l：
μi＝3.57+(H′i×10-10-floor(H′i×10-10))×(4-3.57)，i＝1，2，…，5，
x(0)＝H′6×10-10-floor(H′6×10-10)，
l＝floor(H′7/10)，
其中floor(·)为向下取整函数。
上述的步骤(3)中使用Logistic映射产生伪随机序列SK1、SK2、SK3、SK4和SK5。其具体过程如下：
步骤3a：Logistic映射为x(α+1)＝μx(α)(1-x(α))，当参数μ∈(3.57，4.0)、x(0)∈(0，1) 时，产生的序列是混沌的；
步骤3b：结合子密钥组合(μ1，x(0))、(μ2，x(0))、(μ3，x(0))、(μ4，x(0))和(μ5，x(0))，使用Logistic映射依次迭代产生5个混沌序列，抛弃每个序列前l个数，将剩下的数组成序列S1、 S2、S3、S4和S5，其中S1～S4每个序列含有n个数，S5含有3n个数；
步骤3c：将S1进行排序得到S1′，记录中S1′的每个元素在原序列S1中的下标值，构成整数伪随机序列SK1；
步骤3d：将混沌序列S2、S3、S4和S5通过转换函数
SK2(i)＝(fix(S2(i)×1012))mod7，
SK3(i)＝(fix(S3(i)×1011))mod5，
SK4(i)＝(fix(S4(i)×1010))mod(Bx+By)，i＝1，2，…，n，
SK5(j)＝(fix(S5(j)×109))mod2，j＝1，2，…，3n，
生成伪随机序列SK2、SK3、SK4和SK5，其中fix(·)为取整函数，mod为求余函数。
上述的步骤(4)中使用伪随机序列SK1置乱图像I0的n个子块I0(1)～I0(n)之间的位置。其置换函数为
I1(i)＝I0(SK1(i)),
其中i＝1,2,…,n。
上述的步骤(5)中用SK2决定图像I1每个子块的颜色分量矩阵I1,r(i)、I1,g(i)和I1,b(i)进行转置、上下颠倒、左右颠倒等随机组合操作。其具体规则如下：
上述的步骤(6)中用SK3置乱图像I2每个子块的3个颜色分量矩阵I2,r(i)、I2,g(i)和I2,b(i) 之间的相对位置。其具体规则如下：
SK3(i) 0 1 2 3 4
分量顺序 RBG GBR GRB BRG BGR
上述的步骤(7)中用SK4对图像I3每个子块的3个颜色分量矩阵I3,r(i)、I3,g(i)和I3,b(i)以行和列为单位进行竖直和水平方向的循环移位运算。其具体运算方法为
其中i＝1,2,…,n，函数circshift(A,[x,y])表示矩阵以行和列为单位的循环移位函数,A为被操作矩阵，x和y分别表示进行竖直和水平方向循环移位的位数。
上述的步骤(8)中用伪随机序列SK5决定图像I4每个子块中的各个颜色分量矩阵I4,r(i)、 I4,g(i)和I4,b(i)是否做整体的异或运算。其具体计算方法为
其中i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,Bx；k＝1,2,…,By，变量I5,r(i)(j,k)、I5,g(i)(j,k)、 I5,b(i)(j,k)分别表示图像I5第i个子块的R、G、B颜色分量矩阵第j行k列元素的值，P表示每个颜色分量矩阵像素的位深度，表示按位异或运算。
本发明的有益效果：
本发明结合了混沌密码学理论和动态密钥技术，大幅提高图像加密算法抵抗已知明文攻击和选择明文攻击的能力，具有密钥产生自动化、安全性高、密钥敏感性高等优点。本发明充分利用了JPEG彩色图像有损压缩规律，对图像以块为处理单位进行快速地加密，尽可能降低对原图像块的统计特性的影响。与现有的图像加密方法相比，本发明设计的彩色图像加密方法处理速度快、加密过程对压缩率的负面影响小，可应用于对实时性要求高、存储空间有一定限制的在线图像处理系统。
附图说明
图1：本发明图像加密方法的流程图
图2：本发明中通过明文的降采样图像生成密钥的流程图
图3：图3(a)待加密实例图像，图3(b)加密实例图像
图4：图4(a)解密错误的图像，图4(b)解密正确的图像
具体实施方式
下面结合附图通过实例详细地、完整地描述本发明的实施方案，加密方案的流程图见图 1。本实例中使用的编程工具是Matlab R2014a，选择的实例图像是24位的BMP格式图像，大小为512×512的彩色图像“Airplane”，见图3(a),图像的子块大小取16×16。下面是对图像“Airplane”进行加密的具体过程：
(1)输入图像“Airplane”(I0)，将其分为个互不重叠的大小为 Bx×By＝16×16的图像子块。
(2)取图像“Airplane”每个子块的第一个像素组成采样图像I0′，使用SHA3-256计算采样图像I0′的哈希值H＝“7B5E93E9D3FE940FF7B79CFCD8F7D9F25A9A021DD7DA2F847DE8E C4A1990C874”。对哈希值H按照下列步骤进行分段预处理：
Step 1.哈希值H的值是由64位16进制数表示，将其前60位中每连续10位组成16进制数H1、H2、H3、H4、H5、H6，将剩余4位组成16进制数H7；
Step 2.将16进制数H1、H2、H3、H4、H5、H6和H7分别转换为10进制数H′1、H′2、 H′3、H4′、H5′、H6′和H7′；
Step 3.按照下列计算方法把10进制数H′1、H′2、H′3、H4′、H5′、H6′和H7′分别转换为各子密钥μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l：
μi＝3.57+(H′i×10-10-floor(H′i×10-10))×(4-3.57)，i＝1，2，…，5，
x(0)＝H′6×10-10-floor(H′6×10-10)，
l＝floor(H′7/10)。
通过上述步骤的处理得到各子密钥μ1＝3.994312362609、μ2＝3.716448007101001、μ3＝3.753049960819003、μ4＝3.608791510750999、μ5＝3.874376180991002、x(0)＝3.58 7057749808002、l＝5131。具体流程可参见图2。
(3)结合各子密钥使用Logistic映射产生伪随机序列SK1、SK2、SK3、SK4和SK5。其具体过程如下：
Step 1.选择Logistic映射x(α+1)＝μx(α)(1-x(α))的混沌区域：参数μ∈(3.57，4.0)、 x(0)∈(0，1)；
Step 2.结合子密钥组合(μ1，x(0))、(μ2，x(0))、(μ3，x(0))、(μ4，x(0))和(μ5，x(0))，用 Logistic映射依次迭代产生5个混沌序列，抛弃每个序列前5131个数，将剩下的数分别组成序列S1、S2、S3、S4、S5，其中S1～S4含有1024个数，S5含有3072个数；
Step 3.将S1进行排序得到S1′，记录S1′中的元素在原序列S1的下标值，构成伪随机序列 SK1；
Step 4.将混沌序列S2、S3、S4和S5通过转换函数
SK2(i)＝(fix(S2(i)×1012))mod7，
SK3(i)＝(fix(S3(i)×1011))mod5，
SK4(i)＝(fix(S4(i)×1010))mod32，i＝1，2，…，1024，
SK5(j)＝(fix(S5(j)×109))mod2，j＝1，2，…，3072，
生成伪随机序列SK2、SK3、SK4和SK5。
(4)使用伪随机序列SK1置乱图像I0的n个子块I0(1)～I0(1024)之间的位置，得到图像I1。其置换函数为
I1(i)＝I0(SK1(i))，
其中i＝1，2，…，1024。
(5)用伪随机序列SK2决定图像I1每个子块的颜色分量矩阵I1，r(i)、I1，g(i)和I1，b(i)进行转置、上下颠倒、左右颠倒等组合操作(同一子块的3个颜色分量矩阵的操作相同)，得到中间图像I2。其具体规则如下：
(6)用伪随机序列SK3置乱图像I2每个子块的3个颜色分量矩阵I2,r(i)、I2,g(i)和I2,b(i)之间的相对位置，获得图像I3。其具体规则如下：
SK3(i) 0 1 2 3 4
分量顺序 RBG GBR GRB BRG BGR
(7)用伪随机序列SK4对图像I3每个子块的3个颜色分量矩阵I3,r(i)、I3,g(i)和I3,b(i)以行和列为单位分别进行竖直和水平方向的循环移位运算，生成图像I4。其具体运算方法为
其中i＝1,2,…,1024。
(8)用伪随机序列SK5决定图像I4每个子块中的各个颜色分量矩阵I4,r(i)、I4,g(i)和I4,b(i) 是否做整体的异或运算。其具体计算方法为
其中i＝1,2,…,1024；j＝1,2,…,16；k＝1,2,…,16，从而得到了最终的密文I5，见图3(b)。
(9)图像解密是图像加密的逆过程，只要按照与图像加密相逆的顺序进行运算即可恢复明文图像I0。
本发明的效果可以通过以下的性能分析进行验证：
1.密钥空间分析
本发明中加密步骤(4)所对应的密钥空间为其中n表示图像分块的子块数；步骤(5)对应的密钥空间为步骤(6)对应的密钥空间为步骤(7)对应的密钥空间为步骤(8)对应的密钥空间为因此，本发明抵抗穷举攻击总的密钥空间其中Bx+By≥16。若图像子块的数量n＞25，总的密钥空间S1＞2256，足以抵抗使用常规计算机进行的穷举攻击。现在从密钥长度的角度分析密钥空间，在本发明中计算精度取10－15，参数μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)、 l作为子密钥，由于转换产生密钥的哈希值比特位长度为256，所以从密钥长度的角度分析可知密钥空间S＝2256。
2.密钥敏感性分析
为测试该加密方法对密钥变化的敏感性，我们对μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l中任意一个密钥做微小改变，例如令x(0)′＝x(0)-10-14，其他密钥保持不变。图4(a)为错误子密钥的解密图像,图4(b)为正确密钥对应的解密图像。当密钥发生微小改变时，无法从解密图像中得到任何有效的明文信息，这说明本发明提供的加密算法对密钥的变化高度敏感。
3.抵抗明文攻击能力分析
本发明中图像加密密钥通过计算明文采样图像的哈希值转换产生，密钥和明文相互关联，不同的明文以高概率对应不同的密钥。因此，本发明的方法对于抵抗已知明文攻击和选择明文攻击具有较强的抵抗能力。
4.加密速度分析
测试环境：Windows 10系统，Matlab R2014a，Intel(R)Core(TM)i7-6500U CPU@2.5GHz 2.6GHz，运行内存4GB。
本次测试选用到512×512的彩色BMP图像10张，将图像分块大小选择不同尺寸进行实验，求得不同尺寸下平均加密时间，测试程序代码未经过优化处理。从表1中可以看出分块越大加密速度越快，但是安全性会降低。只要选择合适的分块尺寸，可同时兼顾安全性和加密速度。
表1不同分块大小的图像加密时间
图像分块大小 8×8 16×16 32×32 64×64
加密时间(单位:秒) 1.532 0.467 0.132 0.065
5.数据压缩效率分析
压缩比用来衡量图像的压缩效率，压缩比越大说明压缩效率越高，压缩比越小说明压缩效率越低，压缩比的计算方式为
本次测试选取了Lena、Airplane、Baboon、Pepper、Boat等国际标准测试图像。图像子块大小为16×16，因为常用的JPEG有损压缩的图像质量因子区间为[60,80]，所以我们取60、 70和80的图像质量因子作为典型，Y、Cb、Cr分量数据采样比取4:1:1。通过表2可以看出密文的压缩比相对于原文来说基本不变，这说明本发明的图像加密方法并不影响密文的JPEG 图像压缩效率，所以本发明可应用于先加密后压缩的应用系统。
表2原文与密文的JPEG压缩比
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的知识。

Claims (8)

1.一种兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于所述方法至少包括以下步骤：
(1)输入大小为8a×8b的彩色图像I0＝{I0,r,I0,g,I0,b}，将其划分成大小为Bx×By＝8k×8k的个互不重叠的彩色图像子块，其中a、b、k为正整数，k能整除a、b，每个图像子块可表示为I0(i)＝{I0,r(i),I0,g(i),I0,b(i)}，i＝1,2,…,n；
(2)取I0(1)～I0(n)中每个子块的第一个像素组成采样图像I0′，用SHA3-256标准哈希算法计算图像I0′的哈希值H，对H的16进制数的表示分段预处理得到各子密钥μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l；
(3)使用各子密钥作为Logistic映射的初始状态和控制参数，迭代产生混沌序列，再将其转换为伪随机整数序列SK1、SK2、SK3、SK4和SK5；
(4)使用伪随机序列SK1置乱图像I0的n个子块I0(1)～I0(n)之间的位置，得到图像I1；
(5)对图像I1的n个子块I1(1)～I1(n)，用SK2决定它们的颜色分量矩阵I1,r(i)、I1,g(i)和I1,b(i)进行转置、上下颠倒、左右颠倒等随机组合操作(同一子块的3个颜色分量矩阵的操作相同),得到中间图像I2；
(6)用伪随机序列SK3置乱图像I2每个子块的3个颜色分量矩阵I2,r(i)、I2,g(i)和I2,b(i)之间的相对位置，获得图像I3；
(7)对图像I3每个子块的颜色分量矩阵I3,r(i)、I3,g(i)和I3,b(i)，用伪随机序列SK4对它们以行和列为单位分别进行竖直和水平方向的循环移位运算(同一子块的3个颜色分量矩阵的移位运算相同)，生成图像I4；
(8)用伪随机序列SK5决定图像I4每个子块中的各个颜色分量矩阵I4,r(i)、I4,g(i)和I4,b(i)是否做整体的异或运算，至此得到最终的密文图像I5。
2.根据权利要求1所述的兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于步骤(2)中对H的16进制数的表示分段预处理得到各子密钥μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l，其具体过程如下：
步骤2a：哈希值H由SHA3-256标准哈希函数计算，它的值是由64位16进制数表示，将其前60位中每连续10位组成16进制数H1、H2、H3、H4、H5和H6，将剩下4位组成16进制数H7；
步骤2b：将16进制数H1、H2、H3、H4、H5、H6和H7分别转换为10进制数H′1、H′2、H′3、H′4、H′5、H′6和H′7；
步骤2c：按照下列的计算方法把10进制数H′1、H′2、H′3、H′4、H′5、H′6和H′7分别转换为各子密钥μ1、μ2、μ3、μ4、μ5、x(0)和l：
μi＝3.57+(H′i×10-10-floor(H′i×10-10))×(4-3.57)，i＝1,2,…,5，
x(0)＝H′6×10-10-floor(H′6×10-10)，
l＝floor(H′7/10)，
其中floor(·)为向下取整函数。
3.根据权利要求1所述的兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于步骤(3)中的使用Logistic映射产生伪随机序列SK1、SK2、SK3、SK4和SK5，其具体过程如下：
步骤3a：Logistic映射为x(α+1)＝μx(α)(1-x(α))，当参数μ∈(3.57,4.0)、x(0)∈(0,1)时，迭代该映射产生的序列是混沌的；
步骤3b：结合子密钥组合(μ1,x(0))、(μ2,x(0))、(μ3,x(0))、(μ4,x(0))和(μ5,x(0))，使用Logistic映射依次产生5个混沌序列，抛弃每个序列前l个数，将剩下的数组成序列S1、S2、S3、S4和S5，其中S1～S4每个序列含有n个数，S5含有3n个数；
步骤3c：将S1进行排序得到S1′，记录中S1′的每个元素在原序列S1中的下标值，构成整数伪随机序列SK1；
步骤3d：将混沌序列S2、S3、S4和S5通过转换函数
SK2(i)＝(fix(S2(i)×1012))mod7，
SK3(i)＝(fix(S3(i)×1011))mod5，
SK4(i)＝(fix(S4(i)×1010))mod(Bx+By)，i＝1,2,…,n，
SK5(j)＝(fix(S5(j)×109))mod2，j＝1,2,…,3n，
生成伪随机序列SK2、SK3、SK4和SK5，其中fix(·)为取整函数，mod为求余函数。
4.根据权利要求1所述的兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于步骤(4)中使用伪随机序列SK1置乱图像I0的n个子块I0(1)～I0(n)之间的位置，得到图像I1，其置换函数为
I1(i)＝I0(SK1(i)),
其中i＝1,2,…,n。
5.根据权利要求1所述的兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于步骤(5)中用伪随机序列SK2决定图像I1每个子块的颜色分量矩阵I1,r(i)、I1,g(i)和I1,b(i)进行转置、上下颠倒、左右颠倒等随机组合操作，其具体规则如下：
6.根据权利要求1所述的兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于步骤(6)中用伪随机序列SK3置乱图像I2每个子块的3个颜色分量矩阵I2,r(i)、I2,g(i)和I2,b(i)之间的相对位置，其具体规则如下：
SK3(i) 0 1 2 3 4 分量顺序 RBG GBR GRB BRG BGR
7.根据权利要求1所述的兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于步骤(7)中用伪随机序列SK4对图像I3每个子块的3个颜色分量矩阵I3,r(i)、I3,g(i)和I3,b(i)以行和列为单位分别进行竖直和水平方向的循环移位运算，其具体运算方法为
其中i＝1,2,…,n，函数circshift(A,[x,y])表示矩阵以行和列为单位的循环移位函数，A为被操作矩阵，x和y分别表示进行竖直和水平方向循环移位的位数。
8.根据权利要求1所述的兼容JPEG压缩标准的彩色图像加密方法，其特征在于步骤(8)中用伪随机序列SK5决定图像I4每个子块中的各个颜色分量矩阵I4,r(i)、I4,g(i)和I4,b(i)是否做整体的异或运算，其具体计算方法为
其中i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,Bx；k＝1,2,…,By，变量I5,r(i)(j,k)、I5,g(i)(j,k)、I5,b(i)(j,k)分别表示图像I5第i个子块的R、G、B颜色分量矩阵第j行k列元素的值，P表示每个颜色分量矩阵像素的位深度，表示按位异或运算。
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