CN110912674A - 图像加密方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像加密方法、装置、电子设备和可读存储介质。采用精度受限模式下并联混合混沌系统得到预设长度的第一伪随机序列和第二伪随机序列，再对预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵，按照第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像，再按照第一扩散矩阵，对置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像，并通过相同的方法，对中间结果图像进行第二轮的置换和扩散，得到加密后的图像。通过本发明的方法增加了密钥空间，提高了运算速度，具有更更高的安全性，且能够降低置换和扩散时的计算量。

Description

图像加密方法、装置、电子设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及图像加密技术领域，尤其涉及一种图像加密方法、装置、电子设备及可读存储介质。
背景技术
随着多媒体服务的飞速发展，越来越多的视频、图片在网络中生成。相比文本，图片和视频包含更丰富的信息，更容易产生隐私泄露的问题。因此，近年来对图片加密的研究越来越多。图像相邻像素点之间具有强相关性，因此传统的加密算法如RSA、DES以及AES不适合用于图像加密。近年来，越来越多基于混沌理论的图像加密算法被提出。混沌系统有许多适宜于图像加密的特性，比如初值敏感性、不可预测性和遍历性。
置换-扩散网络(Permutation–Diffusion Network,PDN)被广泛的应用在基于混沌映射的图像加密算法中。模型分为两个阶段，置换和扩散。置换阶段主要目的是使明文和密文之间的统计关系变得复杂多变。因此，使用复杂的非线性变化可以得到良好的混淆效果。经过扩散，单个密钥或者明文的变化会影响多位的密文。即：当待加密图片发生轻微变化时，使用同一密钥加密这两张图片将得到明显差异的密文。
为增强加密算法的安全性，图像加密过程中的置换和扩散过程都有伪随机数的参与。因此，伪随机数生成器的性能是加密算法安全性的重要保障。目前主要有两种基于混沌映射的方案来构建性能良好的伪随机数生成器：(1)混合混沌映射由于一维的混沌映射系统存在密钥空间小的缺陷，因此基于混合混沌映射的系统采用多种混沌映射级联的方式来扩展其密钥空间。(2)多维混沌映射。多维混沌映射有大密钥空间和高动态性的特点，但同时也会带来了难以承受的计算量。更重要的是，这两种方案在实际应用过程中可能会遇见很大的问题。实际应用中的混沌函数的精度不是无限的，精度受限会带来两个重要的问题：1、混沌系统生成的伪随机序列质量下降的问题；2、限制混沌系统密钥空间。虽然当精度足够高时，可以解决这两个问题，但往往以牺牲速度为代价。且在相关的图像加密技术中，当图像较大时，置换和扩散的计算量都较大。
发明内容
本发明实施例提供一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法，旨在提高伪随机序列的质量、加快图像加密的速度。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法，所述精度受限模式下并联混合混沌系统包括：相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统；所述方法包括：
对外部输入的156比特的第一密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值；
根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，经过n轮迭代后得到预设长度的第一伪随机序列；
对所述预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵；
按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像；
按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
对外部输入的156比特的第二密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值；
根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值，经过n轮迭代后得到所述预设长度的第二伪随机序列；
对所述所述预设长度的第二伪随机序列进行处理，得到第二置换矩阵和第二扩散矩阵；
按照所述第二置换矩阵，将所述中间结果图像以4个像素点为一个单元进行置换，得到置换后的第二图像；
按照所述第二扩散矩阵，对所述置换后的第二图像进行行扩散和列扩散，得到加密后的图像，其中，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均是由多个32比特数组成的。
可选地，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均用于对待加密图像进行加密；在所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8的情况下，n＝ceil(W×H÷4)。
可选地，所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8；对预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵，包括：
将所述预设长度的第一伪随机序列对应的十进制数值按照第一预设规则排列，得到所述尺寸是
Figure BDA0002297150750000031
的第一随机数矩阵，所述第一预设规则为：每
Figure BDA0002297150750000032
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一行，每
Figure BDA0002297150750000033
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一列；
对所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值进行排序，得到所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号；
将所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号，作为所述第一置换矩阵的各个元素，得到所述第一置换矩阵；
对所述第一随机数矩阵中的每个十进制数值所对应的32比特的第二伪随机数，以8比特为单位进行切分，得到4个子伪随机数，并将每个子伪随机数转换为十进制数值；
将分解得到的多个十进制数值按照第二预设规则排列，得到尺寸是W×H的第一扩散矩阵，所述第二预设规则为：每W个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一行，每H个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一列。
可选地，按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像，包括：
对所述置换后的第一图像的当前行像素值、上一行像素值、和所述第一扩散矩阵的当前行的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前行的像素值；
对所述置换后的第一图像的当前列像素值、上一列像素值、和所述第一扩散矩阵的当前列的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前列的像素值；
其中，所述当前行为第一行时，所述上一行为最后一行。
可选地，所述待加密图像是彩色图像；在按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像之前，所述方法还包括：
将所述彩色图像的三维像素空间降至二维，得到尺寸是W×3H的待加密图像；
按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像，包括：
按照所述第一置换矩阵，将所述尺寸是W×3H的待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密装置，所述精度受限模式下并联混合混沌系统包括：相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统；所述装置包括：
第一截取模块，用于对外部输入的156比特的第一密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值；
第一获得模块，用于根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，经过n轮迭代后得到预设长度的第一伪随机序列；
第一处理模块，用于对所述预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵；
第一置换模块，用于按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像；
第一扩散模块，用于按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
第二截取模块，用于按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
第二获得模块，用于根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值，经过n轮迭代后得到所述预设长度的第二伪随机序列；
第二处理模块，用于对所述所述预设长度的第二伪随机序列进行处理，得到第二置换矩阵和第二扩散矩阵；
第二置换模块，用于按照所述第二置换矩阵，将所述中间结果图像以4个像素点为一个单元进行置换，得到置换后的第二图像；
第二扩散模块，用于按照所述第二扩散矩阵，对所述置换后的第二图像进行行扩散和列扩散，得到加密后的图像；其中，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均是由多个32比特数组成的。
可选地，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均用于对待加密图像进行加密；在所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8的情况下，n＝ceil(W×H÷4)。
可选地，所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8；所述处理模块包括：
排列子模块，用于将所述预设长度的第一伪随机序列对应的十进制数值按照第一预设规则排列，得到所述尺寸是
Figure BDA0002297150750000061
的第一随机数矩阵，所述第一预设规则为：每
Figure BDA0002297150750000062
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一行，每
Figure BDA0002297150750000063
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一列；
第一排序子模块，用于对所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值进行排序，得到所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号；
第一获得子模块，用于将所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号，作为所述第一置换矩阵的各个元素，得到所述第一置换矩阵；
切分子模块，用于对所述第一随机数矩阵中的每个十进制数值所对应的32比特的第二伪随机数，以8比特为单位进行切分，得到4个子伪随机数，并将每个子伪随机数转换为十进制数值；
第二获得子模块，用于将分解得到的多个十进制数值按照第二预设规则排列，得到尺寸是W×H的第一扩散矩阵，所述第二预设规则为：每W个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一行，每H个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一列。
可选地，所述第一扩散模块包括：
行扩散子模块，用于对所述置换后的第一图像的当前行像素值、上一行像素值、和所述第一扩散矩阵的当前行的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前行的像素值；
列扩散子模块，用于对所述置换后的第一图像的当前列像素值、上一列像素值、和所述第一扩散矩阵的当前列的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前列的像素值；
其中，所述当前行为第一行时，所述上一行为最后一行。
可选地，所述待加密图像是彩色图像；在所述第一置换模块之前，所述装置还包括：
降维模块，用于将所述彩色图像的三维像素空间降至二维，得到尺寸是W×3H的待加密图像；
所述第一置换模块包括：
置换子模块，用于按照所述第一置换矩阵，将所述尺寸是W×3H的待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述第一方面所述的基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了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，实现上述第一方面所述的基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法的步骤。
在本发明中，采用相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统，通过对外部输入的156比特的第一密钥进行按位截取，得到PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，根据PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，经过n轮迭代后得到预设长度的第一伪随机序列，再对预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵，按照第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像，再按照第一扩散矩阵，对置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像，并通过相同的方法，对中间结果图像进行第二轮的置换和扩散，得到加密后的图像。通过采用相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统，使用三个受限的函数独立进行迭代运算，避免了级联结构下随机性退化扩散的现象，且增加了密钥空间，提高了运算速度，在置换和扩散阶段都引入伪随机序列，具有更更高的安全性，以4个像素点为一个单元进行置换，能够降低置换和扩散时的计算量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中一种精度受限模式下并联混合混沌系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中一种获得第一置换矩阵和第一扩散矩阵的方法的步骤流程图；
图4是本发明实施例中一种置换的示例流程图；
图5是本发明实施例中一种扩散矩阵的形成示例图；
图6是本发明实施例中一种图像加密方法的流程框图；
图7是本发明实施例中一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1和图2，图1是本发明实施例中一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法的步骤流程图，图2是本发明实施例中一种精度受限模式下并联混合混沌系统的结构示意图，如图1和图2所示，所述精度受限模式下并联混合混沌系统包括：相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统，所述方法包括：
步骤S101：对外部输入的156比特的第一密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值。
在具体的实施方式中，对于输入的156-bit的第一密钥，将前0-30bits截取作为p2，将31-61bits截取作为z0，将62-92bits截取作为p1，将93-123bits截取作为y0，将124-155bits截取作为x0，其具体算法如下所示：
Figure BDA0002297150750000091
Figure BDA0002297150750000104
其中，输入为156-bit的key、迭代次数n，默认为20。经过n轮的迭代，系统完成初始化。可以产生用于图像加密的第一伪随机序列和第一伪随机序列。
步骤S102：根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，经过n轮迭代后得到预设长度的第一伪随机序列。
在本实施方式中，以x0为初始值，输入X混沌函数，经过n轮迭代之后输出xn；以p1和y0分别为参数和初始值，输入Y混沌函数，经过n轮迭代之后输出yn；以p2和z0分别为参数和初始值，输入Z混沌函数，经过n轮迭代之后输出zn。
在具体的实施方式中，将截取到的32-bit的x0，输入L-bit PL-PW表达式，经过n轮迭代之后输出xn,将31-bit的y0和31-bit的p1分别输入L-bit PL-PWLCM表达式，得到yn，将31-bit的z0和31-bit的p2分别输入L-bit PL-PWLCM表达式，得到zn，其中，L为精度。
其中，L-bit PL-LM表达式为:
Figure BDA0002297150750000101
为保证所有计算在整数域中进行，取μ＝4，xn∈[1，2，...，2L-1]，L为精度，这里取值为32。
L-bit PL-PWLCM表达式为:
Figure BDA0002297150750000102
其中
Figure BDA0002297150750000103
xn∈{1，2，…，2L-1}，L为精度，这里取值为32。
例如，将x0输入32-bit PL-PW表达式，得到x1，即：
Figure BDA0002297150750000111
将y0和p1输入32-bit PL-PWLCM表达式，得到y1，即：
Figure BDA0002297150750000112
将z0和p2输入32-bit PL-PWLCM表达式，得到z1，即：
Figure BDA0002297150750000113
经过多轮迭代，便可得到多个值。
再对所述xn和所述yn进行异或处理，输出异或结果；
根据所述异或结果和所述zn，进行取模处理，输出取模结果rn；
将所述取模结果rn作为伪随机序列输出；
按照上述方法，输出第一伪随机序列和第二伪随机序列。
在本实施方式中，三个混沌函数之间分别进行异或运算和取模运算，解决了由于对称性带来的密钥空间缩小的问题。
在一种可行的实施方式中，取模结果rn是按照以下公式得到的：
rn＝((xnXORyn)+zn)Mod 2L，其中，L表示所述PL-LM子系统、所述PL-PWLCM第一子系统以及所述PL-PWLCM第二子系统的精度。
在一种可行的实施方式中，所述第一伪随机序列和第二伪随机序列均用于对待加密图像进行加密；所述n是根据所述待加密图像的尺寸和所述待加密图像上单个像素点的比特数确定的。
在所述待加密图像的尺寸是W×H,所述待加密图像上单个像素点是8bits的情况下，n＝ceil(W×H÷4)。
其中，第一伪随机序列是由多个32比特数组成的，在待加密图像是尺寸是W×H的灰度图像时，第一伪随机序列是由ceil(W*H)/4个32比特数组成的。
例如，待加密图像的尺寸为10×10，且待加密图像上单个像素点是8bits，则：
n＝ceil(W×H÷4)＝ceil(10×10÷4)＝25。精度受限模式下并联混合混沌系统每经过一轮迭代，产生一个32bit的整数，经过25轮迭代，最终输出一个个数为25的伪随机序列。
步骤S103：对所述预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵。
请参考图3，图3是本发明实施例中一种获得第一置换矩阵和第一扩散矩阵的方法的步骤流程图，如图3所示，在一种可行的实施方式中，第一伪随机序列通过上述精度受限模式下并联混合混沌系统生成得到，当待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8时，步骤S103可以包括以下步骤S301-步骤S305：
步骤S301：将所述预设长度的第一伪随机序列对应的十进制数值按照第一预设规则排列，得到所述尺寸是
Figure BDA0002297150750000123
的第一随机数矩阵，所述第一预设规则为：每
Figure BDA0002297150750000121
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一行，每
Figure BDA0002297150750000122
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一列；
请参考图4，图4是本发明实施例中一种置换的示例流程图，如图4所示，在具体的实施方式中，以尺寸为10×10的图像为例，密图像上单个像素点的比特数是8，则n＝ceil(W×H÷4)＝ceil(10×10÷4)＝25，即第一伪随机序列一共有25个伪随机数，例如，第一伪随机序列对应的十进制数值依次为：
3436527011,2569941804,329823700,736213452,2783806346,3847467512,3727180685,4236593297,830594035,3622904663,2325816122,2960033723,3928018634,474717288,2358063920,3378382928,1138679054,2188154473,4160268436,1503919671,4124718811,2298785033,3834799046,1413061859,850158397。
按照5个一行进行排列，即：
3436527011,2569941804,329823700,736213452,2783806346为第一行，
3847467512,3727180685,4236593297,830594035,3622904663为第二行，
2325816122,2960033723,3928018634,474717288,2358063920为第三行，
3378382928,1138679054,2188154473,4160268436,1503919671为第四行，4124718811,2298785033,3834799046,1413061859,850158397为第五行，最终形成一个5×5的第一随机数矩阵。
步骤S302：对所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值进行排序，得到所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号；
步骤S303：将所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号，作为所述第一置换矩阵的各个元素，得到所述第一置换矩阵；
请参考图4，具体实施时，对上述的第一随机数矩阵中的各个十进制数值按大小进行排序，从小到大依次排序为：1138679054,3928018634,3436527011,329823700,474717288，4124718811，4160268436,850158397，736213452,2188154473,2325816122,2358063920，2298785033,2569941804,2960033723,3378382928,3847467512,830594035,1413061859,4236593297,3834799046,3622904663，1503919671，3727180685,2783806346。
即，伪随机数1138679054的序号为1，将第一随机数矩阵中的1138679054以它对应序号1进行替换，按照相同的方法，将第一随机数矩阵中的所有的伪随机数用其对应的序号进行替换，得到第一置换矩阵。
步骤S304：对所述第一随机数矩阵中的每个十进制数值所对应的32比特的第二伪随机数，以8比特为单位进行切分，得到4个子伪随机数，并将每个子伪随机数转换为十进制数值；
步骤S305：将分解得到的多个十进制数值按照第二预设规则排列，得到尺寸是W×H的第一扩散矩阵，所述第二预设规则为：每W个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一行，每H个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一列。
请参考图5，图5是本发明实施例中一种扩散矩阵的形成示例图，如图5所示，将上述示例中，第一随机数矩阵中的每个十进制数值所对应的32比特的第二伪随机数分为4个子伪随机数，得到100个子伪随机数，将这100个子伪随机数对应的十进制数值，按照每10个一列进行排列，可排列10行，最终得到一个10×10的第一扩散矩阵。
其中，第一随机数矩阵中的十进制数值3436527011的分解方法示例如下：
3436527011对应的32比特的第二伪随机数为：
11001100110101010011110110100011。
将其以8比特为单位进行切分，得到11001100，11010101，00111101，10100011。并将这4个子伪随机数转换为十进制数值，得到204,213,61,163。
在本实施方式中，首先对第一随机数矩阵中的各个十进制数值进行排序，可按照各个十进制数值的大小进行排序，得到第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号，再将第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号作为第一置换矩阵的各个元素，得到第一置换矩阵。可在形成第一置换矩阵的过程中获取第一随机数矩阵，并将第一随机数矩阵中的每个十进制数值分解为4个十进制数值，可得到W×H个十进制数值，将这些数值进行排列，每W个数值作为第一扩散矩阵的一行，可排列H行，即每一列有H个数值。
步骤S104：按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像。
请参考图4，具体的置换示例为：
将待加密图像的1,2,11,12共4个相邻的像素点组成的正方形作为一个置换单元，与第一置换矩阵中序号为1的元素进行置换，按照相同的方式将待加密图像的所有像素点用第一置换矩阵中的序号进行置换，得到如图4所示的置换后的第一图像。
在本实施方式中，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，可减少置换次数，从而减少计算量。
步骤S105：按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像。
在一种可行的实施方式中，步骤S105可包括一下步骤：
对所述置换后的第一图像的当前行像素值、上一行像素值、和所述第一扩散矩阵的当前行的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前行的像素值；
对所述置换后的第一图像的当前列像素值、上一列像素值、和所述第一扩散矩阵的当前列的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前列的像素值；
其中，所述当前行为第一行时，所述上一行为最后一行。
扩散的具体算法如下所示：
Figure BDA0002297150750000151
Figure BDA0002297150750000161
在这种实施方式中，采用行扩散和列扩散的方式进行两次扩散，便可实现全图范围内的扩散，且能够减少扩散次数，同时加入第一扩散矩阵，能够增强安全性，在扩散阶段，新的像素值由三部分决定：当前像素值、前一像素值、伪随机数。实现像素级别的扩散，并提高了扩散阶段的安全性。同时，用于扩散的伪随机序列可以由用于置换的伪随机序列得到，节省了扩散的时间。
步骤S106：对外部输入的156比特的第二密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值；
步骤S107：根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值，经过n轮迭代后得到所述预设长度的第二伪随机序列；
步骤S108：对所述所述预设长度的第二伪随机序列进行处理，得到第二置换矩阵和第二扩散矩阵；
步骤S109：按照所述第二置换矩阵，将所述中间结果图像以4个像素点为一个单元进行置换，得到置换后的第二图像；
步骤S110：按照所述第二扩散矩阵，对所述置换后的第二图像进行行扩散和列扩散，得到加密后的图像。
其中，第二伪随机序列是由多个32比特数组成的，在待加密图像是尺寸是W×H的灰度图像时，第二伪随机序列是由ceil(W*H)/4个32比特数组成的。
上述步骤S106-步骤S110采用的方法和步骤S101-步骤S105的方法相同，具体解释可参照上述步骤S101-步骤S105的内容，在此不再赘述。
请参考图6，图6是本发明实施例中一种图像加密方法的流程框图，图中，KeyGeneration为密钥生成器，用于生成第一伪随机序列和第二伪随机序列，Permutation用于对待加密图像进行置换，Diffusion用于对置换后的图像进行扩散，可参考图6以及上述步骤S101-步骤S110的内容对本发明进行进一步的理解。
在一种可行的实施方式中，当所述待加密图像是彩色图像时，在按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像之前，所述方法还包括：
将所述彩色图像的三维像素空间降至二维，得到尺寸是W×3H的待加密图像；
按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像，包括：
按照所述第一置换矩阵，将所述尺寸是W×3H的待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像。
在本实施方式中，可将三维图像降为二维，进行加密后再转为三维，从而完成对三维图像的加密。
请参考图7，图7是本发明实施例中一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密装置的示意图，如图7所示，所述精度受限模式下并联混合混沌系统包括：相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统；所述装置包括：
第一截取模块701，用于对外部输入的156比特的第一密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值；
第一获得模块702，用于根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，经过n轮迭代后得到预设长度的第一伪随机序列；
第一处理模块703，用于对所述预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵；
第一置换模块704，用于按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像；
第一扩散模块705，用于按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
第二截取模块706，用于按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
第二获得模块707，用于根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值，经过n轮迭代后得到所述预设长度的第二伪随机序列；
第二处理模块708，用于对所述所述预设长度的第二伪随机序列进行处理，得到第二置换矩阵和第二扩散矩阵；
第二置换模块709，用于按照所述第二置换矩阵，将所述中间结果图像以4个像素点为一个单元进行置换，得到置换后的第二图像；
第二扩散模块710，用于按照所述第二扩散矩阵，对所述置换后的第二图像进行行扩散和列扩散，得到加密后的图像；
其中，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均是由多个32比特数组成的。
可选地，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均用于对待加密图像进行加密；在所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8的情况下，n＝ceil(W×H÷4)。
可选地，所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8；所述处理模块包括：
排列子模块，用于将所述预设长度的第一伪随机序列对应的十进制数值按照第一预设规则排列，得到所述尺寸是
Figure BDA0002297150750000193
的第一随机数矩阵，所述第一预设规则为：每
Figure BDA0002297150750000191
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一行，每
Figure BDA0002297150750000192
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一列；
第一排序子模块，用于对所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值进行排序，得到所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号；
第一获得子模块，用于将所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号，作为所述第一置换矩阵的各个元素，得到所述第一置换矩阵；
切分子模块，用于对所述第一随机数矩阵中的每个十进制数值所对应的32比特的第二伪随机数，以8比特为单位进行切分，得到4个子伪随机数，并将每个子伪随机数转换为十进制数值；
第二获得子模块，用于将分解得到的多个十进制数值按照第二预设规则排列，得到尺寸是W×H的第一扩散矩阵，所述第二预设规则为：每W个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一行，每H个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一列。
可选地，所述第一扩散模块包括：
行扩散子模块，用于对所述置换后的第一图像的当前行像素值、上一行像素值、和所述第一扩散矩阵的当前行的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前行的像素值；
列扩散子模块，用于对所述置换后的第一图像的当前列像素值、上一列像素值、和所述第一扩散矩阵的当前列的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前列的像素值；
其中，所述当前行为第一行时，所述上一行为最后一行。
可选地，所述待加密图像是彩色图像；在所述第一置换模块之前，所述装置还包括：
降维模块，用于将所述彩色图像的三维像素空间降至二维，得到尺寸是W×3H的待加密图像；
所述第一置换模块包括：
置换子模块，用于按照所述第一置换矩阵，将所述尺寸是W×3H的待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像。
基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请上述任一实施例所述的方法中的步骤。
基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现本申请上述任一实施例所述的方法中的步骤。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法、装置、电子设备及可读存储介质，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法，其特征在于，所述精度受限模式下并联混合混沌系统包括：相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统；所述方法包括：
对外部输入的156比特的第一密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值；
根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，经过n轮迭代后得到预设长度的第一伪随机序列；
对所述预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵；
按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像；
按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
对外部输入的156比特的第二密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值；
根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值，经过n轮迭代后得到所述预设长度的第二伪随机序列；
对所述所述预设长度的第二伪随机序列进行处理，得到第二置换矩阵和第二扩散矩阵；
按照所述第二置换矩阵，将所述中间结果图像以4个像素点为一个单元进行置换，得到置换后的第二图像；
按照所述第二扩散矩阵，对所述置换后的第二图像进行行扩散和列扩散，得到加密后的图像；其中，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均是由多个32比特数组成的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均用于对待加密图像进行加密；在所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8的情况下，n＝ceil(W×H÷4)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8；对预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵，包括：
将所述预设长度的第一伪随机序列对应的十进制数值按照第一预设规则排列，得到所述尺寸是
Figure FDA0002297150740000021
的第一随机数矩阵，所述第一预设规则为：每
Figure FDA0002297150740000022
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一行，每
Figure FDA0002297150740000023
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一列；
对所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值进行排序，得到所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号；
将所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号，作为所述第一置换矩阵的各个元素，得到所述第一置换矩阵；
对所述第一随机数矩阵中的每个十进制数值所对应的32比特的第二伪随机数，以8比特为单位进行切分，得到4个子伪随机数，并将每个子伪随机数转换为十进制数值；
将分解得到的多个十进制数值按照第二预设规则排列，得到尺寸是W×H的第一扩散矩阵，所述第二预设规则为：每W个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一行，每H个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一列。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像，包括：
对所述置换后的第一图像的当前行像素值、上一行像素值、和所述第一扩散矩阵的当前行的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前行的像素值；
对所述置换后的第一图像的当前列像素值、上一列像素值、和所述第一扩散矩阵的当前列的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前列的像素值；
其中，所述当前行为第一行时，所述上一行为最后一行。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述待加密图像是彩色图像；在按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像之前，所述方法还包括：
将所述彩色图像的三维像素空间降至二维，得到尺寸是W×3H的待加密图像；
按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像，包括：
按照所述第一置换矩阵，将所述尺寸是W×3H的待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像。
6.一种基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密装置，其特征在于，所述精度受限模式下并联混合混沌系统包括：相互并联的受限精度为32bit的PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统；所述装置包括：
第一截取模块，用于对外部输入的156比特的第一密钥进行按位截取，得到所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值；
第一获得模块，用于根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第一参数和第一初始值，经过n轮迭代后得到预设长度的第一伪随机序列；
第一处理模块，用于对所述预设长度的第一伪随机序列进行处理，得到第一置换矩阵和第一扩散矩阵；
第一置换模块，用于按照所述第一置换矩阵，将待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像；
第一扩散模块，用于按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
第二截取模块，用于按照所述第一扩散矩阵，对所述置换后的第一图像进行行扩散和列扩散，得到中间结果图像；
第二获得模块，用于根据所述PL-LM子系统、PL-PWLCM第一子系统以及PL-PWLCM第二子系统各自的第二参数和第二初始值，经过n轮迭代后得到所述预设长度的第二伪随机序列；
第二处理模块，用于对所述所述预设长度的第二伪随机序列进行处理，得到第二置换矩阵和第二扩散矩阵；
第二置换模块，用于按照所述第二置换矩阵，将所述中间结果图像以4个像素点为一个单元进行置换，得到置换后的第二图像；
第二扩散模块，用于按照所述第二扩散矩阵，对所述置换后的第二图像进行行扩散和列扩散，得到加密后的图像；其中，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均是由多个32比特数组成的。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一伪随机序列和所述第二伪随机序列均用于对待加密图像进行加密；在所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8的情况下，n＝ceil(W×H÷4)。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述待加密图像的尺寸是W×H，所述待加密图像上单个像素点的比特数是8；所述处理模块包括：
排列子模块，用于将所述预设长度的第一伪随机序列对应的十进制数值按照第一预设规则排列，得到所述尺寸是
Figure FDA0002297150740000041
的第一随机数矩阵，所述第一预设规则为：每
Figure FDA0002297150740000042
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一行，每
Figure FDA0002297150740000051
个32比特的伪随机数各自对应的十进制数值为所述第一随机数矩阵的一列；
第一排序子模块，用于对所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值进行排序，得到所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号；
第一获得子模块，用于将所述第一随机数矩阵中的各个十进制数值的序号，作为所述第一置换矩阵的各个元素，得到所述第一置换矩阵；
切分子模块，用于对所述第一随机数矩阵中的每个十进制数值所对应的32比特的第二伪随机数，以8比特为单位进行切分，得到4个子伪随机数，并将每个子伪随机数转换为十进制数值；
第二获得子模块，用于将分解得到的多个十进制数值按照第二预设规则排列，得到尺寸是W×H的第一扩散矩阵，所述第二预设规则为：每W个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一行，每H个分解得到的十进制数值为所述第一扩散矩阵的一列。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一扩散模块包括：
行扩散子模块，用于对所述置换后的第一图像的当前行像素值、上一行像素值、和所述第一扩散矩阵的当前行的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前行的像素值；
列扩散子模块，用于对所述置换后的第一图像的当前列像素值、上一列像素值、和所述第一扩散矩阵的当前列的十进制数值求和，并对求和结果与255取模，得到所述中间结果图像中当前列的像素值；
其中，所述当前行为第一行时，所述上一行为最后一行。
10.根据权利要求6-9任一所述的装置，其特征在于，所述待加密图像是彩色图像；在所述第一置换模块之前，所述装置还包括：
降维模块，用于将所述彩色图像的三维像素空间降至二维，得到尺寸是W×3H的待加密图像；
所述第一置换模块包括：
置换子模块，用于按照所述第一置换矩阵，将所述尺寸是W×3H的待加密图像以4个相邻像素点组成的正方形为一个单元进行置换，得到置换后的第一图像。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法的步骤。
12.一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5中任一项所述的基于精度受限模式下并联混合混沌系统的图像加密方法的步骤。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112272082A (zh) * 2020-09-28 2021-01-26 珠海大横琴科技发展有限公司 图像加密/解密的方法及装置、电子设备、存储介质
CN113132079A (zh) * 2021-03-31 2021-07-16 广东工业大学 多图像加密方法及解密方法
CN113505391A (zh) * 2021-07-27 2021-10-15 重庆市规划和自然资源信息中心 一种基于互联网环境下不动产登记数据管理方法
CN114338022A (zh) * 2022-03-10 2022-04-12 山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司 一种图像加密方法、系统、装置及计算机可读存储介质
CN116680728A (zh) * 2023-08-04 2023-09-01 浙江宇视科技有限公司 隐私保护生物识别方法、系统、设备和介质
CN116758661A (zh) * 2023-08-16 2023-09-15 鹿客科技(北京)股份有限公司 智能解锁方法、装置、电子设备和计算机可读介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101022332A (zh) * 2006-02-16 2007-08-22 刘粉林 基于混沌系统的抗统计分析图像lsb信息隐藏方法
CN101834717A (zh) * 2010-04-22 2010-09-15 哈尔滨理工大学 可扩展精度Logistic混沌序列的并行计算方法
CN105513002A (zh) * 2015-11-30 2016-04-20 广东海洋大学 一种基于混沌与明文相关联的新型图像加密方法
US10154016B1 (en) * 2017-06-12 2018-12-11 Ironclad Encryption Corporation Devices for transmitting and communicating randomized data utilizing sub-channels
CN109800585A (zh) * 2018-12-04 2019-05-24 王继军 一种图像插值空间完全可逆可分离密文域信息隐藏算法
CN109858588A (zh) * 2019-01-08 2019-06-07 哈尔滨理工大学 一种基于混沌映射的二维码并行生成方法
CN110417539A (zh) * 2019-08-02 2019-11-05 齐齐哈尔大学 一种动态混沌与矩阵卷积运算的彩色图像加密方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101022332A (zh) * 2006-02-16 2007-08-22 刘粉林 基于混沌系统的抗统计分析图像lsb信息隐藏方法
CN101834717A (zh) * 2010-04-22 2010-09-15 哈尔滨理工大学 可扩展精度Logistic混沌序列的并行计算方法
CN105513002A (zh) * 2015-11-30 2016-04-20 广东海洋大学 一种基于混沌与明文相关联的新型图像加密方法
US10154016B1 (en) * 2017-06-12 2018-12-11 Ironclad Encryption Corporation Devices for transmitting and communicating randomized data utilizing sub-channels
CN109800585A (zh) * 2018-12-04 2019-05-24 王继军 一种图像插值空间完全可逆可分离密文域信息隐藏算法
CN109858588A (zh) * 2019-01-08 2019-06-07 哈尔滨理工大学 一种基于混沌映射的二维码并行生成方法
CN110417539A (zh) * 2019-08-02 2019-11-05 齐齐哈尔大学 一种动态混沌与矩阵卷积运算的彩色图像加密方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄金: "安全混沌图像加密算法的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112272082A (zh) * 2020-09-28 2021-01-26 珠海大横琴科技发展有限公司 图像加密/解密的方法及装置、电子设备、存储介质
CN112272082B (zh) * 2020-09-28 2022-03-29 珠海大横琴科技发展有限公司 图像加密/解密的方法及装置、电子设备、存储介质
CN113132079A (zh) * 2021-03-31 2021-07-16 广东工业大学 多图像加密方法及解密方法
CN113132079B (zh) * 2021-03-31 2023-08-18 广东工业大学 多图像加密方法及解密方法
CN113505391A (zh) * 2021-07-27 2021-10-15 重庆市规划和自然资源信息中心 一种基于互联网环境下不动产登记数据管理方法
CN114338022A (zh) * 2022-03-10 2022-04-12 山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司 一种图像加密方法、系统、装置及计算机可读存储介质
CN116680728A (zh) * 2023-08-04 2023-09-01 浙江宇视科技有限公司 隐私保护生物识别方法、系统、设备和介质
CN116680728B (zh) * 2023-08-04 2023-11-24 浙江宇视科技有限公司 隐私保护生物识别方法、系统、设备和介质
CN116758661A (zh) * 2023-08-16 2023-09-15 鹿客科技(北京)股份有限公司 智能解锁方法、装置、电子设备和计算机可读介质
CN116758661B (zh) * 2023-08-16 2023-10-27 鹿客科技(北京)股份有限公司 智能解锁方法、装置、电子设备和计算机可读介质

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