CN110248045A

CN110248045A - 一种猫映射图像加密方法、解密方法以及相关装置

Info

Publication number: CN110248045A
Application number: CN201910531747.2A
Authority: CN
Inventors: 郭少智; 陈平
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2019-09-17

Abstract

本申请公开了一种猫映射图像加密方法，包括：处理器控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的置乱地址；根据所述置乱地址将所述图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像；将所述加密图像发送。通过FPGA实现置乱地址的计算，可以在每个计算周期中都可以计算出置乱地址，提高算法的效率，保持算法的实时性。本申请还公开了一种猫映射图像加密装置、猫映射图像解密方法、猫映射图像解密装置、FPGA处理装置以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种猫映射图像加密方法、解密方法以及相关装置

技术领域

本申请涉及数据加密技术领域，特别涉及一种猫映射图像加密方法、猫映射图像加密装置、猫映射图像解密方法、猫映射图像解密装置、FPGA处理装置以及计算机可读存储介质。

背景技术

目前在加密通信领域，存在一种利用混沌密码的混沌保密通信技术。常用的混沌保密通信技术有：密码算法的研究和密码算法的硬件实现两个层次。密码算法的研究偏重于混沌系统的数学建模及其密码算法的构建，以及密码算法在视频和图像加密中的应用研究；而密码算法的硬件实现则偏重嵌入式软硬件的设计与实现，以及视频和图像混沌保密通信系统的实验验证和测试。由于视频是一种特殊的图像形式，本领域中所指的视频加密本质上为图像加密，因此本领域中所指的图像加密方法其内涵涵盖到图像和视频的加密。

具体的，混沌保密通信主要采用对称密码体制，利用混沌的特性加密图像。加密方式可分为像素值加密和像素位置置乱加密两种，前者主要改变图像像素的大小，后者主要置乱图像像素的位置顺序。猫映射算法属于位置置乱加密的方式，算法通过映射运算产生一一对应的位置信息，用于置乱图像像素的位置顺序。通过反置乱方法能够还原图像像素的原始位置。其中，猫映射算法就是常用的混沌加密的方法。

目前常用软件指令实现猫映射图像加密，由于在执行猫映射迭代方程以及计算机置乱地址的过程中，涉及繁多的数学运算，需要耗费多个乘法和加法的指令周期才能计算出一个置乱地址。其中，置乱地址是指图像像素通过猫映射算法被置乱到新的位置上，在计算机内存中每个图像像素均有一个对应的内存地址，该置乱后的图像像素对应的内存地址即为置乱地址。并且，当加密的图像尺寸越大，加密耗时就越长，则执行加密的过程的实时性就越差，效率降低，具有很大的局限性。

因此，如何提高猫映射加密算法的实时性是本领域技术人员关注的重点问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种猫映射图像加密方法、猫映射图像加密装置、猫映射图像解密方法、猫映射图像解密装置、FPGA处理装置以及计算机可读存储介质，通过FPGA实现置乱地址的计算，可以在每个计算周期中都可以计算出置乱地址，提高算法的效率，保持算法的实时性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种猫映射图像加密方法，包括：

处理器控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的置乱地址；

根据所述置乱地址将所述图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像；

将所述加密图像发送。

可选的，处理器控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的置乱地址，包括：

所述处理器控制所述FPGA按照预设频率从内存读取所述图像的位置信息；

控制所述FPGA将所述位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，以便所述逻辑电路在每个周期输出对应的置乱地址。

可选的，所述内存中保存所述图像和保存所述加密图像的空间大小为2的幂数。

可选的，根据所述置乱地址将所述图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像，包括：

获取所述图像中像素的内存指针和对应的置乱地址；

根据所述内存指针获取到像素值，并将所述像素值写入所述置乱地址中；

当所述像素值均写入对应的置乱地址时，将所有置乱地址对应的图像作为所述加密图像。

本申请还提供一种猫映射图像加密装置，包括：

置乱地址获取模块，用于控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的置乱地址；

置乱处理模块，用于根据所述置乱地址将所述图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像；

加密图像发送模块，用于将所述加密图像发送。

本申请还提供一种猫映射图像解密方法，包括：

处理器控制FPGA将接收到的加密图像的位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的反置乱地址；

根据所述反置乱地址将所述加密图像的像素保存在对应的反置乱地址中，得到解密图像；

对所述解密图像进行处理。

可选的，处理器控制FPGA将接收到的加密图像的位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的反置乱地址，包括：

所述处理器控制所述FPGA按照预设频率从内存读取所述加密图像的位置信息；

控制所述FPGA将所述位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，以便所述逻辑电路在每个周期输出对应的反置乱地址。

本申请还提供一种猫映射图像解密装置，包括：

反置乱地址获取模块，用于控制FPGA将接收到的加密图像的位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的反置乱地址；

反置乱处理模块，用于根据所述反置乱地址将所述加密图像的像素保存在对应的反置乱地址中，得到解密图像；

解密图像处理模块，用于对所述解密图像进行处理。

本申请还提供一种FPGA处理设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

FPGA芯片电路，用于执行加密算法；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的猫映射图像加密方法的步骤和/或所述的猫映射图像解密方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的猫映射图像加密方法的步骤和/或所述的猫映射图像解密方法的步骤。

本申请所提供的一种猫映射图像加密方法，包括：处理器控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的置乱地址；根据所述置乱地址将所述图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像；将所述加密图像发送。

通过FPGA将图像的位置信息输入到逻辑电路中，该逻辑电路通过周期信号每个周期中都可以计算出对应的置乱地址，以便根据置乱地址将图像中的像素保存到对应的置乱地址中，得到加密图像，实现了猫映射图像加密。可见，本实施例中是采用硬件电路实现算法计算，通过设计的猫映射的逻辑电路可以在每个电路周期中得到对应的置乱地址，而不是软件中实现计算，即在多个计算周期内才能得到一个置乱地址，大大的提高了计算置乱地址的效率，也提高了猫映射加密的时效性，保证了数据传输的实时性。

本申请还提供一种猫映射图像加密装置、猫映射图像解密方法、猫映射图像解密装置、FPGA处理装置以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果，在此不作赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的第一种猫映射图像加密方法的流程图；

图2位本申请实施例所提供的FPGA逻辑电路图；

图3为本申请实施例所提供的第一种猫映射图像解密方法的流程图；

图4为本申请实施例所提供的一种猫映射图像加密装置的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种猫映射图像解密装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种猫映射图像加密方法、猫映射图像加密装置、猫映射图像解密方法、猫映射图像解密装置、FPGA处理装置以及计算机可读存储介质，通过FPGA实现置乱地址的计算，可以在每个计算周期中都可以计算出置乱地址，提高算法的效率，保持算法的实时性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前常用软件指令实现猫映射图像加密，由于在执行猫映射迭代方程以及计算机置乱地址的过程中，涉及繁多的数学运算，需要耗费多个乘法和加法的指令周期才能计算出一个置乱地址。其中，置乱地址是指图像像素通过猫映射算法被置乱到新的位置上，在计算机内存中每个图像像素均有一个对应的内存地址，该置乱后的图像像素对应的内存地址即为置乱地址。并且，当加密的图像尺寸越大，加密耗时就越长，则执行加密的过程的实时性就越差，效率降低，具有很大的局限性。其原因，主要是在执行猫映射迭代方程以及计算置乱地址的过程中，涉及繁多的数学运算，需要耗费多个乘法和加法的指令周期才能计算出一个置乱地址，导致计算一个置乱地址需要耗费多个计算周期才可完成，延长了算法计算的周期及时长。特别的，当加密的图像尺寸越大，加密耗时越长，加密系统的实时性越低。

因此，本申请提供一种猫映射图像加密方法，通过FPGA将图像的位置信息输入到逻辑电路中，该逻辑电路通过周期信号每个周期中都可以计算出对应的置乱地址，以便根据置乱地址将图像中的像素保存到对应的置乱地址中，得到加密图像，实现了猫映射图像加密。可见，本实施例中是采用硬件电路实现算法计算，通过设计的猫映射的逻辑电路可以在每个电路周期中得到对应的置乱地址，而不是软件中实现计算，即在多个计算周期内才能得到一个置乱地址，大大的提高了计算置乱地址的效率，也提高了猫映射加密的时效性，保证了数据传输的实时性。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的第一种猫映射图像加密方法的流程图。

本实施例中，该方法可以包括：

S101，处理器控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到图像的置乱地址；

本步骤主要是采用FPGA中的猫映射算法的逻辑电路对输入的位置信息进行计算得到对应的置乱地址。由于本实施例中主要是采用FPGA进行计算，主要是采用处理器对FPGA进行控制，也就是对FPGA进行数据输入，再获取到FPGA输出的数据。因此，本步骤中采用处理器控制FPGA。其中，置乱地址指图像像素通过猫映射算法被置乱到的新位置的地址，在计算机内存中每一个图像像素均有一个内存地址。

可选的，本步骤可以包括：

处理器控制FPGA按照预设频率从内存读取图像的位置信息；控制FPGA将位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，以便逻辑电路在每个周期输出对应的置乱地址。

可见，本可选方案中主要说明的是处理如何控制FPGA完成执行猫映射算法的逻辑电路的控制。

本步骤及可选方案中的猫映射算法的原理是一种在有限区域内不断拉伸折叠的混沌映射。

猫映射算法的数学表达式是：

其中，(x_n,y_n)表示当前的变量，(x_n+1,y_n+1)表示映射后的变量，a₁₁，a₁₂，a₂₁，a₂₂为整数表示置换参数，满足条件

由于N为整数表示正方形区域的边长，对于图像而言，表示图像具有N×N个像素。因此在内存中为视频图像配置的内存大小应修正为正方形。同时，为简化取模运算(mod)的复杂度，N的取值大小应设计为N＝2^k,k＝1,2,3…。比如对于视频尺寸为640×480的情况下，每帧视频图像应配置的内存大小为1024×1024。通过配置VDMA的参数，可将640×480的视频存放到1024×1024的内存空间中。也就是将保存图像和保存加密图像的内存空间的大小设置为2的幂数，可以有效的简化取模运算的复杂度，加快取模运算的速度。

以猫映射加密算法为例，假设算法表达式如下：

其中，(i,j)表示当前视频图像像素在内存中的位置信息，(x,y)表示置乱之后视频图像像素在内存中的位置信息。由于一个图像像素包含R，G，B三基色共3个字节，因此(Ni+j)×3，(Ni+j)×3+1，(Ni+j)×3+2分别表示当前视频图像像素三基色的内存地址，对应的，(Nx+y)×3，(Nx+y)×3+1，(Nx+y)×3+2分别表示经过猫映射之后视频图像像素三基色的置乱地址。

根据猫映射加密算法的表达式可以设计出对应的猫映射算法的逻辑电路。

请参考图2，图2位本申请实施例所提供的FPGA逻辑电路图。

其中，输入信号(i,j)按照猫映射加密算法的规律变化，经过猫映射算法处理，输出视频图像像素三基色的置乱地址(Nx+y)×3，(Nx+y)×3+1，(Nx+y)×3+2。

可见，猫映射算法的逻辑电路采用流水线方法设计，每一级流水环节均由D触发器隔开，每一级流水均能在一个时钟周期内完成计算。因此每一个系统时钟周期可输出一个像素的三路置乱地址，相比由ARM(Advanced RISC Machines处理器名称)软件实现的技术方案，具有更高的运算效率。由于N＝2^k,k＝1,2,3…，取模运算简化为总线信号低k位的截取操作，因此降低取模运算的延时。

S102，根据置乱地址将图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像；

在S101的基础上，本步骤旨在根据计算得到的置乱地址，将图像中对应的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像。也就是将图像中的像素按照置乱地址的位置重新排列，得到加密后的图像。

具体的，本步骤是为了提高图像的处理速度，分别将三路置乱地址信息缓存到FPGA片上的RAM存储器中，再由ARM处理器在RAM存储器中读取。ARM处理器根据当前像素内存地址和置乱地址对视频图像进行置乱操作，具体操作是ARM处理器从原始图像的存储位置中读取当前像素，存储到对应的置乱地址中。

可选的，本步骤可以包括：

步骤一，获取图像中像素的内存指针和对应的置乱地址；

步骤二，根据内存指针获取到像素值，并将像素值写入置乱地址中；

步骤三，当像素值均写入对应的置乱地址时，将所有置乱地址对应的图像作为加密图像。

以多个缓冲区的存储环境为例，ARM处理根据置乱地址将图像进行保存的过程可以包括：

步骤一，触发写操作向第二缓冲区写入一帧原始视频图像；

步骤二，获取该第二缓冲区中当前像素值的内存指针及对应的置乱地址；

步骤三，将当前像素值写入第三缓冲区中的相应的置乱地址中，以便完成该帧图像的置乱操作；

步骤四，判断当前像素是否为最后一个像素，如果不是则执行步骤二，如果是则执行步骤一。

S103，将加密图像发送。

在S102的基础上，本步骤旨在对加密图像继续进行处理，具体的也就是将加密图像发送。

综上，本实施例通过FPGA将图像的位置信息输入到逻辑电路中，该逻辑电路通过周期信号每个周期中都可以计算出对应的置乱地址，以便根据置乱地址将图像中的像素保存到对应的置乱地址中，得到加密图像，实现了猫映射图像加密。可见，本实施例中是采用硬件电路实现算法计算，通过设计的猫映射的逻辑电路可以在每个电路周期中得到对应的置乱地址，而不是软件中实现计算，即在多个计算周期内才能得到一个置乱地址，大大的提高了计算置乱地址的效率，也提高了猫映射加密的时效性，保证了数据传输的实时性。

上一实施例主要是对猫映射图像的加密过程进行说明，相对应的还存在猫映射的解密过程。因此，以下通过一个实施例对本申请中提供的一种猫映射图像解密方法进行说明。

请参考图3，图3为本申请实施例所提供的第一种猫映射图像解密方法的流程图。

本实施例中，该方法可以包括：

S201，处理器控制FPGA将接收到的加密图像的位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，得到图像的反置乱地址；

可选的，本步骤还可以包括：

处理器控制FPGA按照预设频率从内存读取加密图像的位置信息；控制FPGA将位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，以便逻辑电路在每个周期输出对应的反置乱地址。

S202，根据反置乱地址将加密图像的像素保存在对应的反置乱地址中，得到解密图像；

S203，对解密图像进行处理。

本实施例中主要是说明对接收到的加密图像进行解密的过程。其中，采用的反猫映射算法的逻辑电路可以参考上一实施例中的猫映射算法的逻辑电路。其主要作用就是将获取到置乱地址的过程按照相反的逻辑进行，也就是根据置乱地址反推出反置乱地址，进而对加密图像进行相应的解密处理。

进一步的，关于上述步骤S201至S203的具体实施过程可参照前述实施例的内容，在此不再进行赘述。

同样的，本实施例中通过FPGA进行解密处理的过程，也因为采用的FPGA逻辑电路进行算法计算，加快对接收到的图像进行解密处理的过程。

进一步的，本申请实施例在上述两个实施例的基础上还提供一种视频混沌保密通信系统。以下通过一个实施例，对视频混沌保密通信系统进行说明。

本实施例中，该通信系统可以包括以下的操作步骤：

(1)发送端的摄像头摄取视频图像，视频图像为RGB格式；(2)发送端采用猫映射算法加密RGB图像；(3)发送端通过以太网发送加密图像到接收端；(4)接收端采用猫映射算法解密图像；

根据以上操作步骤可以搭建系统的硬件平台。选用Xilinx公司ZYNQ 7000系列芯片的FPGA开发板，该芯片具有FPGA逻辑资源和ARM核处理器两种资源。此类开发板具有RJ-45以太网通信接口，具有USB接口或者GPIO接口用于摄像头连接，具有VGA或者HDMI接口用于视频显示。两个FPGA开发板分别作为发送端和接收端，通过路由器相连并配置好IP地址实现局域网通信。当进行远程广域网通信时，两个FPGA开发板不在同一个局域网内，通过端口映射技术对路由器进行简单配置，即可实现两个开发板之间的远程通信。通信协议可采用TCP/IP协议或者UDP协议。

根据以上硬件平台，视频混沌保密通信系统包括发送端和接收端，发送端和接收端均包括DDR内存、开发板、网卡以及路由。不同的是发送端还包括摄像头，而接收端还包括显示器。

其中，摄像头实时摄取视频图像，摄像头根据配置可摄取不同尺寸的视频图像，本发明以640×480尺寸为例进行描述。实时摄取的视频图像通过直接内存存取模块(VDMA)存入DDR内存中。在DDR内存中分配多个缓冲区，每个缓冲区存放一帧或多帧视频图像，可根据实际需求而定。接收端对解密视频进行显示目的在于验证解密效果及判断解密是否正确。发送端显示功能可根据用户的需求自行增减。

VDMA的读通道实现内存读取操作，写通道实现内存的存储操作，读写操作以视频图像帧为单位进行。当VDMA完成一帧视频图像的读或写操作之后暂停工作，并等待下一次触发信号的到来。读通道和写通道之间具有同步机制，以防止读写通道对同一帧视频图像同时进行读写操作。

将发送端和接收端的内存按照不同的缓冲区进行划分，发送端的内存包括缓冲区1、缓冲区2以及缓冲区3，接收端的内存包括缓冲区4和缓冲区5。缓冲区1用于存放实时摄取的视频图像；缓冲区2用于存放等待猫映射加密的原始视频图像；缓冲区3用于存放猫映射加密后的视频图像；缓冲区4用于存放网络接收的加密视频图像；缓冲区5用于存放猫映射解密之后的视频图像。

其中，缓冲区2用于存放待加密的原始视频图像，其目的是防止VDMA1的读写操作干扰加密操作。发送端ARM处理器根据猫映射算法模块输出的置乱地址信息，将缓冲区2中的原始视频图像像素搬运至缓冲区3对应的位置中，实现了置乱加密操作。同样道理，接收端ARM处理器根据猫映射算法模块输出的反置乱地址将缓冲区4中的加密视频图像搬运至缓冲区5对应的位置中，实现了反置乱解密操作。

下面对本申请实施例提供的一种猫映射图像加密装置进行介绍，下文描述的一种猫映射图像加密装置与上文描述的一种猫映射图像加密方法可相互对应参照。

请参考图4，图4为本申请实施例所提供的一种猫映射图像加密装置的结构示意图。

本实施例中，该装置可以包括：

置乱地址获取模块110，用于控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到图像的置乱地址；

置乱处理模块120，用于根据置乱地址将图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像；

加密图像发送模块130，用于将加密图像发送。

下面对本申请实施例提供的一种猫映射图像解密装置进行介绍，下文描述的一种猫映射图像解密装置与上文描述的一种猫映射图像解密方法可相互对应参照。

请参考图5，图5为本申请实施例所提供的一种猫映射图像解密装置的结构示意图。

本实施例中，该装置可以包括：

反置乱地址获取模块210，用于控制FPGA将接收到的加密图像的位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，得到图像的反置乱地址；

反置乱处理模块220，用于根据反置乱地址将加密图像的像素保存在对应的反置乱地址中，得到解密图像；

解密图像处理模块230，用于对解密图像进行处理。

本申请实施例还提供一种FPGA处理设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

FPGA芯片电路，用于执行加密算法；

处理器，用于执行计算机程序时实现如以上实施例的猫映射图像加密方法的步骤和/或猫映射图像解密方法的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例的猫映射图像加密方法的步骤和/或猫映射图像解密方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种猫映射图像加密方法、猫映射图像加密装置、猫映射图像解密方法、猫映射图像解密装置、FPGA处理装置以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种猫映射图像加密方法，其特征在于，包括：

将所述加密图像发送。

2.根据权利要求1所述的猫映射图像加密方法，其特征在于，处理器控制FPGA将接收到的图像的位置信息输入到猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的置乱地址，包括：

3.根据权利要求2所述的猫映射图像加密方法，其特征在于，所述内存中保存所述图像和保存所述加密图像的空间大小为2的幂数。

4.根据权利要求1至3任一项所述的猫映射图像加密方法，其特征在于，根据所述置乱地址将所述图像的像素保存在对应的置乱地址中，得到加密图像，包括：

获取所述图像中像素的内存指针和对应的置乱地址；

5.一种猫映射图像加密装置，其特征在于，包括：

加密图像发送模块，用于将所述加密图像发送。

6.一种猫映射图像解密方法，其特征在于，包括：

对所述解密图像进行处理。

7.根据权利要求6所述的猫映射图像解密方法，其特征在于，处理器控制FPGA将接收到的加密图像的位置信息输入到反猫映射算法的逻辑电路，得到所述图像的反置乱地址，包括：

8.一种猫映射图像解密装置，其特征在于，包括：

解密图像处理模块，用于对所述解密图像进行处理。

9.一种FPGA处理设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

FPGA芯片电路，用于执行加密算法；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的猫映射图像加密方法的步骤和/或6至7任一项所述的猫映射图像解密方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的猫映射图像加密方法的步骤和/或6至7任一项所述的猫映射图像解密方法的步骤。