CN112860933B - 密文图像检索方法、装置、终端设备及存储介质 - Google Patents

密文图像检索方法、装置、终端设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种密文图像检索方法，所述密文图像检索方法包括：获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像。本发明还公开了一种密文图像检索装置、一种终端设备和一种计算机可读存储介质。本发明提高了密文图像检索的便捷性、准确性、实用性及检索效率。

Description

密文图像检索方法、装置、终端设备及存储介质
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种密文图像检索方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着云计算和大数据的迅速发展，计算资源和数据资源分离，数据处理者不再是数据的拥有者。因此，为保护数据的安全性，往往先加密数据后再上传给云服务器进行存储和相关处理。然而，加密后的图像无法直接进行特征提取，导致无法对图像进行相似度计算，从而无法实现密文图像的检索。
目前，综合使用加密算法和倒排索引提出支持隐私保护的CBIR(Content BasedImage Retrieval，基于内容的图片检索)图像检索方案。该CBIR方案中，首先提取图像颜色直方图训练关键词，并基于此创建倒排索引。安全的倒排索引分别使用保序加密和min-hash(min-hashing signature，最小哈希签名)进行加密，其中，两种方案都能够保护图像的隐私以及相应的特征向量的隐私，但是这两种方案只局限于将特征点根据单词本聚类成视觉单词的方式，对于其他特征表述方式不适用。此外，提出安全的SIFT(Scale InvariantFeature Transform，尺度不变特征变换)问题，它的所有操作都可以在密文状态下进行。尽管其计算开销已经被降低，且检索效果较好，但是仍需要2-4个数量级的计算开销且用户会频繁的参与到检索过程中。在另一种方案中，使用Paillier(同态加密算法)保证图像的隐私，但是仍然存在通信开销和计算开销大等缺点。此外，还可提出多级同态加密方案，尽管该方案克服了多轮通信的缺点，但是其较高的计算复杂度使得方案应用受到很大的限制。在另一种方案中，提出密文域内的透明哈希算法保护图像隐私，然而方案中缺少空间频率信息导致检索结果不准确。在另一种方案中，提出基于倒排索引的大规模图像检索方案，其中倒排索引是利用随机一元编码和随机矩阵进行加密，该方案计算开销较大不适用于资源受限的设备。在另一种方案中，使用流密码对图像内容进行加密，从而使得云服务器可直接将水印嵌入到加密图像中，解决用户的非法复制问题，但是该方法的检索准确性低，不满足检索系统的准确性需求。
综上所述，目前的密文图像检索方案还不够成熟，主要采用图像特征加密和同态加密两大类方法，其中，大多数密文图像检索方法中的加密方法和检索方法需要密切相关，并且计算开销较高，有的方法需要用户频繁参与，从而降低了密文图像检索的实用性。同时，目前的密文图像检索技术还不能够达到与明文图像检索相近的检索效率和准确性。因此，如何提高密文图像检索的便捷性、准确性、实用性及检索效率是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种密文图像检索方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，旨在提高密文图像检索的便捷性、准确性、实用性及检索效率。
为实现上述目的，本发明提供一种密文图像检索方法，所述密文图像检索方法包括以下步骤：
获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；
将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；
根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像。
可选地，所述获取原有密文图像的第一感知哈希的步骤包括：
获取原有密文图像，并提取隐藏在所述原有密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述原有密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述原有密文图像的第一感知哈希；
相应的，所述获取待检索密文图像的第二感知哈希的步骤包括：
获取待检索密文图像，并提取隐藏在所述待检索密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述待检索密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述待检索密文图像的第二感知哈希。
可选地，所述密文图像检索方法还包括：
在触发解密请求时，获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵；
获取待解密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待解密图像进行异或运算，得到明文图像。
可选地，所述获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵的步骤之前，还包括：
采用预设安全哈希算法对输入密码进行处理，生成密码散列值；
将所述密码散列值与预设散列值进行匹配，其中，所述预设散列值由采用所述预设安全哈希算法对设定密码进行处理得到；
若匹配成功，则响应解密请求，以对待解密图像进行解密；
若匹配失败，则不响应解密请求。
可选地，所述获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希的步骤之前，还包括：
获取设定密码，并根据所述设定密码确定随机三维矩阵；
获取待加密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待加密图像进行异或运算，得到密文图像。
可选地，所述获取待加密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待加密图像进行异或运算，得到密文图像的步骤之后，还包括：
获取所述待加密图像的第三感知哈希；
将所述第三感知哈希与所述设定密码进行异或运算得到密钥；
将所述密钥隐藏在所述密文图像中，以供基于隐藏所述密钥的密文图像，得到所述密文图像的第三感知哈希。
可选地，所述获取所述待加密图像的第三感知哈希的步骤包括：
采用多种感知哈希算法提取所述待加密图像的多个感知哈希向量；
将所述多个感知哈希向量进行融合，得到所述待加密图像的第三感知哈希。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种密文图像检索装置，所述密文图像检索装置包括：
哈希获取模块，用于获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；
相似计算模块，用于将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；
图像检索模块，用于根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：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密文图像检索程序，所述密文图像检索程序被所述处理器执行时实现如上所述的密文图像检索方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明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密文图像检索程序，所述密文图像检索程序被处理器执行时实现如上所述的密文图像检索方法的步骤。
本发明提供一种密文图像检索方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；将第一感知哈希分别与第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；根据汉明距离，从待检索密文图像中检索得到原有密文图像对应的相似性密文图像。通过上述方式，本发明将感知哈希作为密文图像检索的索引，检索效率及检索准确率与明文图像检索基本相同，并且能够降低计算开销，从而提高密文图像检索的实用性。综上所述，本发明提高了密文图像检索的便捷性、准确性、实用性及检索效率。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；
图2为本发明密文图像检索方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例涉及的密文图像检索结果示意图；
图4为本发明实施例涉及的密文图像检索解密示意图；
图5为本发明密文图像检索方法第二实施例的流程示意图；
图6为本发明实施例涉及的密文图像检索示意图；
图7为本发明密文图像检索方法第三实施例的流程示意图；
图8为本发明实施例涉及的密文图像解密示意图；
图9为本发明密文图像检索方法第四实施例的流程示意图；
图10为本发明实施例涉及的密文图像加密第一示意图；
图11为本发明实施例涉及的密文图像加密第二示意图；
图12为本发明密文图像检索装置第一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端为密文图像检索设备，该密文图像检索设备可以为手机、平板电脑、PC(personal computer，个人计算机)、微型计算机、笔记本电脑、服务器等具有处理功能的终端设备。
如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及密文图像检索程序。
在图1所示的终端中，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的密文图像检索程序，并执行以下操作：
获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；
将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；
根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的密文图像检索程序，还执行以下操作：
获取原有密文图像，并提取隐藏在所述原有密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述原有密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述原有密文图像的第一感知哈希；
相应的，获取待检索密文图像，并提取隐藏在所述待检索密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述待检索密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述待检索密文图像的第二感知哈希。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的密文图像检索程序，还执行以下操作：
在触发解密请求时，获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵；
获取待解密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待解密图像进行异或运算，得到明文图像。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的密文图像检索程序，还执行以下操作：
采用预设安全哈希算法对输入密码进行处理，生成密码散列值；
将所述密码散列值与预设散列值进行匹配，其中，所述预设散列值由采用所述预设安全哈希算法对设定密码进行处理得到；
若匹配成功，则响应解密请求，以对待解密图像进行解密；
若匹配失败，则不响应解密请求。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的密文图像检索程序，还执行以下操作：
获取设定密码，并根据所述设定密码确定随机三维矩阵；
获取待加密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待加密图像进行异或运算，得到密文图像。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的密文图像检索程序，还执行以下操作：
获取所述待加密图像的第三感知哈希；
将所述第三感知哈希与所述设定密码进行异或运算得到密钥；
将所述密钥隐藏在所述密文图像中，以供基于隐藏所述密钥的密文图像，得到所述密文图像的第三感知哈希。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的密文图像检索程序，还执行以下操作：
采用多种感知哈希算法提取所述待加密图像的多个感知哈希向量；
将所述多个感知哈希向量进行融合，得到所述待加密图像的第三感知哈希。
基于上述硬件结构，提出本发明密文图像检索方法的各个实施例。
本发明提供一种密文图像检索方法。
参照图2，图2为本发明密文图像检索方法第一实施例的流程示意图。
在本实施例中，该密文图像检索方法包括：
步骤S10，获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；
在本实施例中，该密文图像检索方法应用于云服务器，即云服务器作为图像的拥有者，可获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希，以供后续进行相似性检索，得到汉明距离较小的相似性密文图像。当然，该密文图像检索方法还可以应用于其他终端设备，例如客户端、数据存储端、数据缓存端等。
其中，原有密文图像为用户提供的密文图像，即客户端中存在的密文图像，用户可选取客户端中的一张密文图像作为原有密文图像，以进行相应的图像检索。该原有密文图像由对明文图像(原始图像)进行加密得到，具体的加密过程可参照下述第四实施例，此处不作具体赘述。
其中，待检索密文图像为用于检索的图像库中的密文图像，该待检索密文图像可包括多张密文图像，相应的，第二感知哈希包括多个。此外，该待检索密文图像由对明文图像(原始图像)进行加密得到，并上传至云服务器等存储端的检索图像库中。其中，具体的加密过程可参照下述第四实施例，此处不作具体赘述。
需要说明的是，第一感知哈希与第二感知哈希的位数一样，以便比较有多少位的数据不一样，即计算汉明距离。为提高感知哈希的准确性，第一感知哈希与第二感知哈希的位数可以为256位，具体的，可通过四个感知哈希算法对明文图像进行融合处理得到256位的哈希值。当然，感知哈希的位数可根据实际需求进行设定，例如64位、128位、192位等，此处不作限定。
在一实施例中，利用密文可逆信息隐藏技术获取原有密文图像的第一感知哈希及待检索密文图像的第二感知哈希，可以理解，密文可逆信息隐藏技术不会损坏原有图像内容。具体的，提取隐藏在原有密文图像的密钥，该密钥由用户设定的密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，然后，将用户当前输入的密码与该密码进行异或运算得到第一感知哈希。可以理解，只有用户当前输入的密码与前面用户设定的密码相同，得到的第一感知哈希才是正确的哈希值，即该第一感知哈希与明文图像的感知哈希相同。相应的，待检索密文图像的第二感知哈希的获取方法与上述第一感知哈希基本相同，此处不再一一赘述。在其他实施方式中，还可以通过对第一感知哈希或第二感知哈希进行公钥加密以进行传输，然后，接收端利用公钥对应的私钥进行解密，以获取得到对应的第一感知哈希和第二感知哈希，此处不作具体赘述。
步骤S20，将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；
在第一感知哈希及第二感知哈希均获取得到之后，将第一感知哈希分别与第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离。其中，待检索密文图像包括多个，对应的第二感知哈希也包括多个，因此，将第一感知哈希分别与多个第二感知哈希进行相似度计算，以得到多个汉明距离，以便后续选取汉明距离较小的几张相似性密文图像。
需要说明的是，相似度计算的具体方法为计算第一感知哈希与第二感知哈希对应数据位不同的位数，即计算第一感知哈希与第二感知哈希的汉明距离。
在一实施例中，还可以将第一感知哈希与第二感知哈希进行异或运算，得到异或值，然后，计算异或值的数据位上“1”的个数，该个数也就是汉明距离。在其他实施方式中，也可以通过其他方法计算汉明距离，此处不作限定。
步骤S30，根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像。
在计算得到汉明距离之后，根据所有的汉明距离，从待检索密文图像中检索得到原有密文图像对应的相似性密文图像。其中，可检索得到预设张数的相似性密文图像，该预设张数可以根据实际需要进行设定，例如5、6等，此处不作限定。
需要说明的是，相似性密文图像是与原有密文图像最为相似的图像，以供用户在对相似性密文图像进行解密之后，进一步选取所需要的图像。由于对明文图像提取的感知哈希存在误差，导致进行相似度计算得到的汉明距离也存在误差，因此，选取汉明距离最为接近的(最小的)预设张数的相似性密文图像供用户选择。
在一实施例中，将所有汉明距离进行大小排序，并从中选择与预设张数对应的几个最小的汉明距离，然后，从所有待检索密文图像中检索该几个最小的汉明距离对应的密文图像作为相似性密文图像。具体的，参照图3，图3为本发明实施例涉及的密文图像检索结果示意图，图3中所对应的预设张数为5，之后，可对图3中的相似性密文图像进行解密，得到对应的明文图像。参照图4，图4为本发明实施例涉及的密文图像检索解密示意图，图4中解密1与解密5所对应的图像为对检索后的相似性密文图像进行解密的明文图像。在其他实施方式中，也可以选取汉明距离小于预设距离的密文图像作为相似性密文图像，该预设距离可以根据实际需要进行设定，例如4、5、6等，此处不作限定。
本发明实施例提供一种密文图像检索方法，获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；将第一感知哈希分别与第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；根据汉明距离，从待检索密文图像中检索得到原有密文图像对应的相似性密文图像。通过上述方式，本发明实施例将感知哈希作为密文图像检索的索引，检索效率及检索准确率与明文图像检索基本相同，并且能够降低计算开销，从而提高密文图像检索的实用性。综上所述，本发明实施例提高了密文图像检索的便捷性、准确性、实用性及检索效率。
进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明密文图像检索方法的第二实施例。
参照图5，图5为本发明密文图像检索方法第二实施例的流程示意图。
在本实施例中，上述步骤S10中，获取原有密文图像的第一感知哈希，包括：
步骤S11，获取原有密文图像，并提取隐藏在所述原有密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述原有密文图像为所述明文图像加密后的图像；
首先，获取原有密文图像，并提取隐藏在原有密文图像的密钥。需要说明的是，密钥可利用密文可逆信息隐藏技术隐藏至原有密文图像中。其中，该密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，该原有密文图像为该明文图像加密后的图像。
其中，设定密码为用户进行注册或初次设定的密码，该设定密码与原有密文图像相对应。
其中，原有密文图像为用户提供的密文图像，即用户客户端中存在的密文图像，用户可选取客户端中的一张密文图像作为原有密文图像，以进行相应的图像检索。该原有密文图像由对明文图像(原始图像)进行加密得到，具体的加密过程可参照下述第四实施例，此处不作具体赘述。
需要说明的是，在上述步骤S11之前，首先，获取明文图像(待加密图像)的感知哈希，然后，将明文图像的感知哈希与设定密码进行异或运算得到密钥，最后，利用密文可逆信息隐藏技术将密钥隐藏至明文图像对应的密文图像中，以供提取隐藏在原有密文图像的密钥。
步骤S12，获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述原有密文图像的第一感知哈希；
然后，获取输入密码，并将该输入密码与密钥进行异或运算，得到原有密文图像的第一感知哈希。其中，由于异或操作具有可逆性，因此提取出密钥后，可通过密钥与输入密码的异或运算，得到之前提取的明文图像的第一感知哈希。
其中，输入密码为用户当前针对该原有密文图像输入的密码，只有用户当前输入的密码与上述的设定密码相同时，得到的第一感知哈希才是正确的哈希值，即该第一感知哈希与明文图像的感知哈希相同，否则得到的第一感知哈希不准确，后续也无法检索到相应的相似性密文图像。
为便于理解，本发明提供一种密文图像检索系统，具体的，参照图6，图6为本发明实施例涉及的密文图像检索示意图。首先，由用户选择原有密文图像，即通过图6中的选择按钮进行选择，然后，输入账号和输入密码，并点击图6中的检索选项，以开启进行检索。在检索过程中，将提取隐藏在原有密文图像的密钥与输入密码进行异或运算，以得到原有密文图像的第一感知哈希，便于后续进行检索工作。
相应的，上述步骤S10中，获取待检索密文图像的第二感知哈希，包括：
步骤a13，获取待检索密文图像，并提取隐藏在所述待检索密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述待检索密文图像为所述明文图像加密后的图像；
首先，获取待检索密文图像，并提取隐藏在待检索密文图像的密钥。需要说明的是，密钥可利用密文可逆信息隐藏技术隐藏至待检索密文图像中。其中，该密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，该待检索密文图像为该明文图像加密后的图像。
其中，设定密码为用户进行注册或初次设定的密码，该设定密码与待检索密文图像相对应。
其中，待检索密文图像为用于检索的图像库中的密文图像，该待检索密文图像可包括多张密文图像，相应的，第二感知哈希包括多个。此外，该待检索密文图像由对明文图像(原始图像)进行加密得到，并上传至云服务器等存储端的检索图像库中。其中，具体的加密过程可参照下述第四实施例，此处不作具体赘述。
需要说明的是，在上述步骤S13之前，首先，获取明文图像(待加密图像)的感知哈希，然后，将明文图像的感知哈希与设定密码进行异或运算得到密钥，最后，利用密文可逆信息隐藏技术将密钥隐藏至明文图像对应的密文图像中，并上传至待检索密文图像所处的图像库中，以供提取隐藏在待检索密文图像的密钥。
步骤a14，获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述待检索密文图像的第二感知哈希。
然后，获取输入密码，并将该输入密码与密钥进行异或运算，得到待检索密文图像的第二感知哈希。其中，由于异或操作具有可逆性，因此提取出密钥后，可通过密钥与输入密码的异或运算，得到之前提取的明文图像的第二感知哈希。
其中，输入密码为用户当前针对该上述原有密文图像输入的密码，只有用户当前输入的密码与上述的设定密码相同时，得到的第二感知哈希才是正确的哈希值，即该第二感知哈希与明文图像的感知哈希相同，否则得到的第二感知哈希不准确，后续也无法检索到相应的相似性密文图像。
本实施例中，采用密文可逆信息隐藏技术将密钥嵌入密文图像中，而不是直接存入数据库或直接进行传输，确保了密钥的安全性，从而提高密文图像检索的安全性。同时，由于每张密文图像的密钥由密文图像的感知哈希与用户密码进行异或运算得到，以使每张密文图像的密钥都不相同，并且密钥与明文图像相关，进一步提高了密文图像检索的安全性。
进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明密文图像检索方法的第三实施例。
参照图7，图7为本发明密文图像检索方法第三实施例的流程示意图。
在本实施例中，该密文图像检索方法还包括：
步骤S40，在触发解密请求时，获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵；
在本实施例中，在触发解密请求时，获取输入密码，并根据输入密码确定随机三维矩阵。其中，在用户选取待解密图像后选择解密选项，或者，在上述步骤S30后，即检索到相似性密文图像之后，选择解密选项以触发解密请求。
需要说明的是，输入密码为用户当前针对该待解密图像输入的密码，只有用户当前的输入密码与之前的设定密码相同时，后续得到的明文图像才是正确的，即根据异或运算的互逆性，需确保加密的设定密码和解密的输入密码相同，否则得到的随机三维矩阵不相同，后续也无法得到相应的明文图像。
步骤S50，获取待解密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待解密图像进行异或运算，得到明文图像。
在确定得到随机三维矩阵之后，获取待解密图像，并将该随机三维矩阵与待解密图像进行异或运算。其中，待解密图像可以为用户选取的密文图像，也可以为密文图像检索后得到的相似性密文图像。
需要说明的是，待解密图像的生成步骤为：首先，获取用户的设定密码，并根据设定密码确定随机三维矩阵，然后，将随机三维矩阵与待加密图像(明文图像)进行异或运算，得到本实施例的待解密图像。
为便于理解，参照图8，图8为本发明实施例涉及的密文图像解密示意图。首先，由用户选择待解密图像，然后，输入账号和输入密码，并点击图8中的解密选项，以开启进行解密，从而得到图8中右方的明文图像。
进一步地，上述步骤S40中，获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵，之前，该密文图像检索方法还包括：
步骤A，采用预设安全哈希算法对输入密码进行处理，生成密码散列值；
在触发解密请求时，先进行身份验证，以确保图像的安全性。首先，采用预设安全哈希算法对输入密码进行处理，生成密码散列值。其中，预设安全哈希算法可以根据实际需要进行设定，其用于对设定密码进行处理，并且，用于对输入密码进行处理。
需要说明的是，输入密码为用户当前针对该待解密图像输入的密码，只有用户当前的输入密码与之前的设定密码相同时，身份验证才成功，即设定密码和输入密码的密码散列值相同时，身份验证才成功。
在一实施例中，预设安全哈希算法可以为SHA-1(Secure Hash Algorithm-1，安全哈希算法1)，由于安全哈希算法具有唯一性及不可逆等特性，所以可用来对密码进行加密，以确保密码的安全性。在其他实施方式中，预设安全哈希算法还可以为SHA-2、SHA-3、SHA-256等，此处不作限定。
步骤B，将所述密码散列值与预设散列值进行匹配，其中，所述预设散列值由采用所述预设安全哈希算法对设定密码进行处理得到；
步骤C，若匹配成功，则响应解密请求，以对待解密图像进行解密；
步骤D，若匹配失败，则不响应解密请求。
在生成密码散列值之后，将密码散列值与预设散列值进行匹配，其中，预设散列值由采用预设安全哈希算法对设定密码进行处理得到。若匹配成功，则响应解密请求，以对待解密图像进行解密，即进入获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵的步骤。若匹配失败，则不响应解密请求。
需要说明的是，该对设定密码进行处理的预设安全哈希算法与对输入密码进行处理的预设安全哈希算法相同。相应的，若输入密码与设定密码相同，则密码散列值与预设散列值相同。其中，设定密码为用户进行注册或初次设定的密码，该设定密码与待解密图像相对应。
在一实施例中，若匹配失败，则不响应解密请求，并提示用户重新输入密码，然后，在输入密码完成之后，进入上述步骤A，采用预设安全哈希算法对输入密码进行处理，生成密码散列值的步骤，直至匹配成功。在其他实施方式中，还可以返回上述步骤S10，即重新进行密文图像检索，以重新进行解密过程。当然，还可以做其他处理，此处不作限定。
本实施例中，通过用户的输入密码生成随机三维矩阵，并通过异或运算对密文图像进行解密，计算开销较小，提高了运行效率，并且，该解密过程与密文图像检索过程相关性不大，无需用户频繁参与，提高了该解密过程的实用性。
进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明密文图像检索方法的第四实施例。
参照图9，图9为本发明密文图像检索方法第四实施例的流程示意图。
在本实施例中，在上述步骤S10之前，该密文图像检索方法还包括：
步骤S60，获取设定密码，并根据所述设定密码确定随机三维矩阵；
为确保明文图像传输或存储的安全性，可对明文图像进行加密。具体的，获取设定密码，并根据设定密码确定随机三维矩阵。其中，设定密码为用户进行注册或初次设定的密码，该设定密码与待解密图像相对应，后续进行检索或解密的输入密码需与设定密码相同。
步骤S70，获取待加密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待加密图像进行异或运算，得到密文图像。
在得到随机三维矩阵之后，获取待加密图像，并将随机三维矩阵与待加密图像进行异或运算，得到密文图像。其中，待加密图像为明文图像，可以选定一张明文图像作为待加密图像，具体的，参照图10，图10为本发明实施例涉及的密文图像加密第一示意图；也可以选定一整个文件夹下的明文图像作为待加密图像，具体的，参照图11，图11为本发明实施例涉及的密文图像加密第二示意图。
需要说明的是，密文图像的解密步骤为：首先，根据用户当前的输入密码生成随机三维矩阵，在确定得到随机三维矩阵之后，获取密文图像，并将该随机三维矩阵与密文图像进行异或运算，得到明文图像。
进一步地，上述步骤S70之后，该密文图像检索方法还包括：
步骤E，获取所述待加密图像的第三感知哈希；
为便于后续使用密钥进行密文图像检索，首先，获取待加密图像的第三感知哈希。其中，待加密图像(明文图像)的第三感知哈希，可通过Perception Hashing(感知哈希)算法、Average Hashing(平均哈希)算法、Difference Hashing(差分哈希)算法、WaveletHashing(小波哈希)算法等感知哈希算法进行提取。需要说明的是，可采用一个或多个感知哈希算法提取待加密图像的第三感知哈希。
具体的，上述步骤E包括：
步骤E1，采用多种感知哈希算法提取所述待加密图像的多个感知哈希向量；
步骤E2，将所述多个感知哈希向量进行融合，得到所述待加密图像的第三感知哈希。
为提高感知哈希的准确性，采用多种感知哈希算法提取待加密图像的多个感知哈希向量，然后，将多个感知哈希向量进行融合，得到待加密图像的第三感知哈希。其中，融合处理为将各个感知哈希向量进行拼接，以形成数据位较长的第三感知哈希。
在一实施例中，采用四种感知哈希算法提取待加密图像的第三感知哈希。该四种感知哈希算法可以为Perception Hashing算法、Average Hashing算法、DifferenceHashing算法、Wavelet Hashing算法。其中，每种感知哈希算法得到的感知哈希向量的位数为64，所以融合得到的第三感知哈希的位数为256位。在其他实施方式中，四种感知哈希算法也可以为其他感知哈希算法，此处不作限定。
步骤F，将所述第三感知哈希与所述设定密码进行异或运算得到密钥；
步骤G，将所述密钥隐藏在所述密文图像中，以供基于隐藏所述密钥的密文图像，得到所述密文图像的第三感知哈希。
然后，将待加密图像的第三感知哈希与设定密码进行异或运算得到密钥。最后，将密钥隐藏在密文图像中，以供基于隐藏密钥的密文图像，得到密文图像的第三感知哈希，也就是说，可供获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希，具体的，可参照上述第二实施例，此处不再一一赘述。
需要说明的是，采用密文可逆信息隐藏技术将密钥隐藏在密文图像中，不会损坏密文图像，并且不是直接存入数据库或直接进行传输，确保了密钥的安全性，从而提高密文图像检索的安全性。同时，由于每张密文图像的密钥由密文图像的感知哈希与用户密码进行异或运算得到，以使每张密文图像的密钥都不相同，并且密钥与明文图像相关，进一步提高了密文图像检索的安全性。
本实施例中，通过用户的设定密码生成随机三维矩阵，并通过异或运算对明文图像进行加密，计算开销较小，提高了运行效率，并且，该加密过程与密文图像检索过程相关性不大，无需用户频繁参与，提高了该加密过程的实用性。
本发明还提供一种密文图像检索装置。
参照12，图12为本发明密文图像检索装置第一实施例的功能模块示意图。
在本实施例中，所述密文图像检索装置包括：
哈希获取模块10，用于获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；
相似计算模块20，用于将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；
图像检索模块30，用于根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像。
其中，上述密文图像检索装置的各虚拟功能模块存储于图1所示密文图像检索设备的存储器1005中，用于实现密文图像检索程序的所有功能；各模块被处理器1001执行时，可实现密文图像检索功能。
进一步地，所述哈希获取模块10包括：
密钥提取单元，用于获取原有密文图像，并提取隐藏在所述原有密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述原有密文图像为所述明文图像加密后的图像；
异或运算单元，用于获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述原有密文图像的第一感知哈希；
密钥提取单元，还用于获取待检索密文图像，并提取隐藏在所述待检索密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述待检索密文图像为所述明文图像加密后的图像；
异或运算单元，还用于获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述待检索密文图像的第二感知哈希。
进一步地，所述密文图像检索装置还包括：
矩阵确定模块，用于在触发解密请求时，获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵；
异或运算模块，用于获取待解密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待解密图像进行异或运算，得到明文图像。
进一步地，所述密文图像检索装置还包括：
散列生成模块，用于采用预设安全哈希算法对输入密码进行处理，生成密码散列值；
散列匹配模块，用于将所述密码散列值与预设散列值进行匹配，其中，所述预设散列值由采用所述预设安全哈希算法对设定密码进行处理得到；
请求响应模块，用于若匹配成功，则响应解密请求，以对待解密图像进行解密；
请求响应模块，还用于若匹配失败，则不响应解密请求。
进一步地，所述密文图像检索装置还包括：
密码获取模块，用于获取设定密码，并根据所述设定密码确定随机三维矩阵；
异或运算模块，还用于获取待加密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待加密图像进行异或运算，得到密文图像。
进一步地，所述密文图像检索装置还包括：
哈希获取模块10，还用于获取所述待加密图像的第三感知哈希；
异或运算模块，还用于将所述第三感知哈希与所述设定密码进行异或运算得到密钥；
密钥隐藏模块，用于将所述密钥隐藏在所述密文图像中，以供基于隐藏所述密钥的密文图像，得到所述密文图像的第三感知哈希。
进一步地，所述哈希获取模块10还包括：
向量提取单元，用于采用多种感知哈希算法提取所述待加密图像的多个感知哈希向量；
向量融合单元，用于将所述多个感知哈希向量进行融合，得到所述待加密图像的第三感知哈希。
其中，上述密文图像检索装置中各个模块的功能实现与上述密文图像检索方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
本发明还提供一种终端设备，该终端设备包括：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密文图像检索程序，所述密文图像检索程序被所述处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的密文图像检索方法的步骤。
本发明终端设备的具体实施例与上述密文图像检索方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有密文图像检索程序，所述密文图像检索程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的密文图像检索方法的步骤。
本发明计算机可读存储介质的具体实施例与上述密文图像检索方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种密文图像检索方法，其特征在于，所述密文图像检索方法包括以下步骤：
获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；
将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；
根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像；
所述获取原有密文图像的第一感知哈希的步骤包括：
获取原有密文图像，并提取隐藏在所述原有密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述原有密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述原有密文图像的第一感知哈希；
相应的，所述获取待检索密文图像的第二感知哈希的步骤包括：
获取待检索密文图像，并提取隐藏在所述待检索密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述待检索密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述待检索密文图像的第二感知哈希。
2.如权利要求1所述的密文图像检索方法，其特征在于，所述密文图像检索方法还包括：
在触发解密请求时，获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵；
获取待解密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待解密图像进行异或运算，得到明文图像。
3.如权利要求2所述的密文图像检索方法，其特征在于，所述获取输入密码，并根据所述输入密码确定随机三维矩阵的步骤之前，还包括：
采用预设安全哈希算法对输入密码进行处理，生成密码散列值；
将所述密码散列值与预设散列值进行匹配，其中，所述预设散列值由采用所述预设安全哈希算法对设定密码进行处理得到；
若匹配成功，则响应解密请求，以对待解密图像进行解密；
若匹配失败，则不响应解密请求。
4.如权利要求1所述的密文图像检索方法，其特征在于，所述获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希的步骤之前，还包括：
获取设定密码，并根据所述设定密码确定随机三维矩阵；
获取待加密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待加密图像进行异或运算，得到密文图像。
5.如权利要求4所述的密文图像检索方法，其特征在于，所述获取待加密图像，并将所述随机三维矩阵与所述待加密图像进行异或运算，得到密文图像的步骤之后，还包括：
获取所述待加密图像的第三感知哈希；
将所述第三感知哈希与所述设定密码进行异或运算得到密钥；
将所述密钥隐藏在所述密文图像中，以供基于隐藏所述密钥的密文图像，得到所述密文图像的第三感知哈希。
6.如权利要求5所述的密文图像检索方法，其特征在于，所述获取所述待加密图像的第三感知哈希的步骤包括：
采用多种感知哈希算法提取所述待加密图像的多个感知哈希向量；
将所述多个感知哈希向量进行融合，得到所述待加密图像的第三感知哈希。
7.一种密文图像检索装置，其特征在于，所述密文图像检索装置包括：
哈希获取模块，用于获取原有密文图像的第一感知哈希，并获取待检索密文图像的第二感知哈希；
相似计算模块，用于将所述第一感知哈希分别与所述第二感知哈希进行相似度计算，得到汉明距离；
图像检索模块，用于根据所述汉明距离，从所述待检索密文图像中检索得到所述原有密文图像对应的相似性密文图像；
所述哈希获取模块，还用于获取原有密文图像，并提取隐藏在所述原有密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述原有密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述原有密文图像的第一感知哈希；
所述哈希获取模块，还用于获取待检索密文图像，并提取隐藏在所述待检索密文图像的密钥，其中，所述密钥由设定密码与明文图像的感知哈希进行异或运算得到，所述待检索密文图像为所述明文图像加密后的图像；
获取输入密码，并将所述输入密码与所述密钥进行异或运算，得到所述待检索密文图像的第二感知哈希。
8.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：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密文图像检索程序，所述密文图像检索程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的密文图像检索方法的步骤。
9.一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密文图像检索程序，所述密文图像检索程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的密文图像检索方法的步骤。
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