CN115086058A - 图像加密方法及装置、存储介质和电子设备 - Google Patents
图像加密方法及装置、存储介质和电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115086058A CN115086058A CN202210753856.0A CN202210753856A CN115086058A CN 115086058 A CN115086058 A CN 115086058A CN 202210753856 A CN202210753856 A CN 202210753856A CN 115086058 A CN115086058 A CN 115086058A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image
- image matrix
- row
- matrix
- column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 109
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 261
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 238
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 claims abstract description 186
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 64
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 17
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 12
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013478 data encryption standard Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
- H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
- H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/001—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using chaotic signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/44—Secrecy systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
本申请公开了一种图像加密方法及装置、存储介质和电子设备，涉及信息安全领域，该方法包括：获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，其中，像素水平的图像为用像素值表征的图像；将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量；采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。通过本申请，解决了相关技术中采用传统密码学方式对数据量较大的多媒体数据进行加密时，加密效率较低，影响信息安全的问题。
Description
技术领域
本申请涉及信息安全领域，具体而言，涉及一种图像加密方法及装置、存储介质和电子设备。
背景技术
随着互联网、云计算技术的快速发展，以及信息处理技术的广泛应用，使得多媒体数据在因特网或云计算节点间频繁地进行传播和存储，因此，安全传输信息面临挑战，数字信息加密成为一个热门话题。相关技术中，传统的密码加密方式，如数据加密标准(DES)、高级加密标准(AES)，其设计虽然有良好的置乱以及扩散特性，但对于视频和图像等数据量巨大且像素相关性高的多媒体数据，使用传统密码学对其加密会导致出现加密效率低下、实时性差的情况。
针对相关技术中采用传统密码学方式对数据量较大的多媒体数据进行加密时，加密效率较低，影响信息安全的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种图像加密方法及装置、存储介质和电子设备，以解决相关技术中采用传统密码学方式对数据量较大的多媒体数据进行加密时，加密效率较低，影响信息安全的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种图像加密方法。该方法包括：获取待加密的目标图像，其中，所述目标图像为像素水平的图像，所述像素水平的图像为用像素值表征的图像；将像素水平的所述目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，所述图像矩阵一包括行向量和列向量；采用混沌系统产生的混沌序列，分别对所述图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；将加密后的所述图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
可选地，采用混沌系统产生的混沌序列，分别对所述图像矩阵一的行向量和列向量进行加密的步骤，包括：采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二；采用所述混沌系统产生的第二混沌序列，对所述图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作。
可选地，在采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二之前，还包括：对所述混沌系统进行初次迭代，生成变量值；依据所述变量值和所述图像矩阵一中的列向量参数，计算目标值，其中，所述目标值用于确定对所述图像矩阵一中的行向量进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
可选地，采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二的步骤，包括：依据所述目标值，对所述图像矩阵一的行向量按照第一预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的所述图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，并对所述图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作。
可选地，对移位后的所述图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作的步骤，包括：在行数为第一预设数值时，将所述图像矩阵一中的第一行的行向量与所述图像矩阵一中的最后一行的行向量进行异或操作；在行数大于所述第一预设数值时，将所述图像矩阵一中的当前行的行向量与上一行的行向量进行异或操作。
可选地，在对所述图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作之后，还包括：采用散列函数，对所述变量值进行更新；采用更新后的所述变量值，更新所述第一混沌序列的初始值。
可选地，在对所述混沌系统进行初次迭代，生成变量值之前，还包括：对所述混沌系统进行第一次预迭代；将预迭代后的所述混沌系统所产生的变量值舍弃，以消除所述混沌系统的暂态效应。
可选地，采用所述混沌系统产生的第二混沌序列，对所述图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作的步骤，包括：依据所述目标值，对所述图像矩阵二的列向量按照第二预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的所述图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作，并对所述图像矩阵二进行取反操作，完成扩散操作。
可选地，对移位后的所述图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作的步骤，包括：在列数为第二预设数值时，将所述图像矩阵二中的第一列的列向量与所述图像矩阵二中的最后一列的列向量进行异或操作；在列数大于所述第二预设数值时，将所述图像矩阵二中的当前列的列向量与上一列的列向量进行异或操作。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种图像加密装置。该装置包括：第一获取单元，用于获取待加密的目标图像，其中，所述目标图像为像素水平的图像，所述像素水平的图像为用像素值表征的图像；第一分解单元，用于将像素水平的所述目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，所述图像矩阵一包括行向量和列向量；第一加密单元，用于采用混沌系统产生的混沌序列，分别对所述图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；第一合并单元，用于将加密后的所述图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
可选地，所述第一加密单元，包括：第一操作子单元，用于采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二；第二操作子单元，用于采用所述混沌系统产生的第二混沌序列，对所述图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作。
可选地，还包括：第一迭代单元，用于在采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二之前，对所述混沌系统进行初次迭代，生成变量值；第一计算单元，用于依据所述变量值和所述图像矩阵一中的列向量参数，计算目标值，其中，所述目标值用于确定对所述图像矩阵一中的行向量进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
可选地，所述第一操作子单元，包括：第一操作子模块，用于依据所述目标值，对所述图像矩阵一的行向量按照第一预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；第二操作子模块，用于对移位后的所述图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，并对所述图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作。
可选地，所述第二操作子模块，包括：第一操作模块，用于在行数为第一预设数值时，将所述图像矩阵一中的第一行的行向量与所述图像矩阵一中的最后一行的行向量进行异或操作；第二操作模块，用于在行数大于所述第一预设数值时，将所述图像矩阵一中的当前行的行向量与上一行的行向量进行异或操作。
可选地，还包括：第一更新单元，用于在对所述图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作之后，采用散列函数，对所述变量值进行更新；第二更新单元，用于采用更新后的所述变量值，更新所述第一混沌序列的初始值。
可选地，还包括：第二迭代单元，用于在对所述混沌系统进行初次迭代，生成变量值之前，对所述混沌系统进行第一次预迭代；第一舍弃单元，用于将预迭代后的所述混沌系统所产生的变量值舍弃，以消除所述混沌系统的暂态效应。
可选地，所述第二操作子单元，包括：第三操作子模块，用于依据所述目标值，对所述图像矩阵二的列向量按照第二预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；第四操作子模块，用于对移位后的所述图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作，并对所述图像矩阵二进行取反操作，完成扩散操作。
可选地，所述第四操作子模块，包括：第三操作模块，用于在列数为第二预设数值时，将所述图像矩阵二中的第一列的列向量与所述图像矩阵二中的最后一列的列向量进行异或操作；第四操作模块，用于在列数大于所述第二预设数值时，将所述图像矩阵二中的当前列的列向量与上一列的列向量进行异或操作。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述的任意一项所述的图像加密方法。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的任意一项所述的图像加密方法。
通过本申请，采用以下步骤：获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，其中，像素水平的图像为用像素值表征的图像；将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量；采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像，解决了相关技术中采用传统密码学方式对数据量较大的多媒体数据进行加密时，加密效率较低，影响信息安全的问题。通过将获取到的像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，并采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密，得到位合并后的加密图像，在位水平上进行加密能使加密过程更加彻底，更好地提高了算法的安全性，从而提升了数据量较大的多媒体数据的加密效率，进而达到了保障信息安全的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的一种可选的图像加密方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的另一种可选的图像加密方法的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的对加密图像进行解密的图像示意图；
图4是根据本申请实施例的一种可选的图像加密装置的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的电子设备的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，本公开所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本申请可以应用于各种图像加密、图形加密的系统中，所涉及的图像类型包括但不限于：终端(手机、IPAD、平板等)拍摄照片、道路监控图像、商场汇演图像等，也可以应用于各种视频帧系统中，能够实现对视频帧中各个子帧图像的加密。
本申请引入了混沌系统，采用离散混沌系统，实现对分解后的位水平的图像加密操作，在信息安全领域引入混沌系统/混沌理论，能够攻克信息保密技术难的问题，由混沌本身的特性出发，混沌的初值敏感性使得两个完全一样的混沌系统即使初值相同，一段时间后其轨道变化也会完全不同，说明混沌信号具有良好的抗截获能力以及长期不可预测特性。同时，由于混沌系统本身是由相应的方程、参数以及初始条件确定的，因此混沌信号极易进行产生和复制，另外，混沌序列具有的极端初值敏感性、不可预测性、高度随机性、快速可再生性等复杂特性以及混沌系统具有的方程、参数、初始条件的确定性，本申请能够引入混沌系统的这些特性，实现信息安全加密。
而本申请中，应用于混沌系统的特定密钥产生机理(该混沌系统的密钥产生机理与传统密码不同)，在对大数据量的加密场合具有更好的加密实时性优势。因此，混沌在信息加密和保密通信领域有着广泛的应用前景。
下面结合各个实施例来详细说明本申请。
实施例一
下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明，图1是根据本申请实施例提供的一种可选的图像加密方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S101，获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，像素水平的图像为用像素值表征的图像。
可选的，目标图像的类型包括但不限于：彩色RGB图像、黑白图像、纹理图像等。常见的图像呈现方式是像素水平的，在目标图像上可以包括多个像素点，每个像素点对应有相应的像素值，由于不同像素点的像素值大小不同，所呈现的图像各个子区域的颜色、具体内容也不相同。本实施例中，可以采用一副大小为M×N的灰度图像作为目标图像，然后将目标图像由像素水平分解成位水平。
例如，获取待加密的像素水平的原始图像，且待加密的像素水平的原始图像为用像素值表达的图像。
步骤S102，将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量。
可选的，本实施例中可将像素水平的目标图像(或者表示为原始图像)分解为位水平的图像，得到位水平的图像对应的图像矩阵。例如，将像素水平的原始图像的每个像素值分解成八位二进制数，得到位水平的图像对应的图像矩阵。而且，位水平的图像对应的图像矩阵中的像素值的数量比像素水平的目标图像对应的图像矩阵中的像素值的数量多。
步骤S103，采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密。
在本实施例中，引入了混沌系统，采用混沌系统产生的混沌序列对图像进行加密，在位水平上对图像矩阵的行向量和列向量进行加密。本实施例中，主要通过该混沌序列实现图像的置乱和扩散操作，在位水平上对目标图像进行加密。
步骤S104，将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
由于在位水平上对图像矩阵的行向量和列向量进行加密后，得到的图像为位水平的图像，且位水平的图像只是图像矩阵，不能显示图片，故需将位水平的图像合并成像素水平的图像，从而通过像素水平的图像显示加密图像。
通过上述的步骤S101至S104，通过将获取到的像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，并采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密，得到位合并后的加密图像，从而提升了数据量较大的多媒体数据的加密效率，进而达到了保障信息安全的效果。
下面对上述各实施步骤的详细实现方式进行说明。
可选的，在本申请实施例提供的图像加密方法中，采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密的步骤，包括：采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二；采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作。
本实施例中，可采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作，再对图像矩阵一的行向量进行扩散操作，得到图像矩阵二。再采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作，再对图像矩阵二的列向量进行扩散操作。
综上，通过采用该混沌序列实现图像的置乱和扩散操作，可以在位水平上对目标图像进行加密。
下面分别结合对目标图像所对应的图像矩阵一的行向量和列向量分别进行加密的实现方式进行说明。
首先，采用置乱和扩散同时进行的方式，对目标图像进行行向量加密的方式进行说明。
在实现行加密时，对于分解得到位水平的图像，目标图像的图像矩阵一的所有行可以看做M个行向量。
本实施例中，可以采用PB代表对目标图像进行位分解后的位矩阵(即上述的图像矩阵一)，其大小为M×N。首先对每一行进行混沌移位变换操作置乱像素点的位置，然后进行异或取反操作扩散像素点的像素值，得到的行向量与之前的行向量完全不同，加密完一行后，通过散列函数更新初值，然后再迭代一次作为下一行加密的控制条件。
在本申请实施例提供的图像加密方法中，在对混沌系统进行初次迭代，生成变量值之前，还包括：对混沌系统进行第一次预迭代；将预迭代后的混沌系统所产生的变量值舍弃，以消除混沌系统的暂态效应。
在行加密过程中，初始阶段，可以令行数i＝1，预迭代混沌系统nr次，并将预迭代后的混沌系统所产生的变量值舍弃。
通过上述的方案，可以增强系统的初值敏感性，消除混沌系统的暂态效应。
可选的，在本申请实施例提供的图像加密方法中，在采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二之前，还包括：对混沌系统进行初次迭代，生成变量值；依据变量值和图像矩阵一中的列向量参数，计算目标值，其中，目标值用于确定对图像矩阵一中的行向量进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
可选的，在完成将预迭代后的混沌系统所产生的变量值舍弃之后，可以迭代混沌系统一次，新产生的系统变量值为x，该变量值可以用于计算在进行循环移位时的移位步长，具体计算公式为：k1＝(|x|×105)modA+1，其中，k1为整数，为在加密过程中控制循环移位的步长，A为图像矩阵一中的列向量参数，例如，在将大小为M×N的目标图像分解成位水平后，行加密中A＝8N，列加密中A＝M。
通过上述的方案，根据混沌系统生成的变量值和图像矩阵中的列向量参数，可以快速的得到在进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
可选的，在本申请实施例提供的图像加密方法中，采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二的步骤，包括：依据目标值，对图像矩阵一的行向量按照第一预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，并对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作。
本实施例中，依据上述计算得到的步长，将图像矩阵一PB的第i行向第一预定移位方向(该移位方向可以自行选定，例如，选定为左侧)循环移位k1位，并将移位后的行向量记为tr，再对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，得到图像矩阵二PBR，且PBR是行加密后的M×8N矩阵。
本实施例中，在第一次迭代混沌系统时，新产生的系统变量值除了x，还可以包括y，而且当y＞0时，对图像矩阵二PBR进行取反操作。
综上，在图像置乱过程中，采用混沌循环移位操作可以混淆行向量的像素位置，在图像扩散过程中，采用两次异或操作可以彻底改变行向量的像素值，这样能够在位水平上进行加密，能使加密过程更加彻底，更好地提高了算法的安全性，提升数据量较大的多媒体数据的信息安全。
可选的，在本申请实施例提供的图像加密方法中，对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作的步骤，包括：在行数为第一预设数值时，将图像矩阵一中的第一行的行向量与图像矩阵一中的最后一行的行向量进行异或操作；在行数大于第一预设数值时，将图像矩阵一中的当前行的行向量与上一行的行向量进行异或操作。
本实施例中，对于不同行的行向量，异或处理方式不相同，例如，当i＝1时，将第一行和最后一行进行异或操作，当i≥2时，将当前行与上一行进行异或操作。在整个行加密中，异或操作形成了一个闭环。
其中，PBR(i,:)是矩阵PBR的第i行向量，PB(end,:)是矩阵PB的最后一行，
为异或操作。
通过上述的方案，可以方便的实现对图像矩阵中的每相邻两行的行向量进行异或操作，从而可以实现对图像矩阵的行向量进行扩散操作。
作为本实施例一种可选的实施方式，在对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作之后，还包括：采用散列函数，对变量值进行更新；采用更新后的变量值，更新第一混沌序列的初始值。
例如，采用散列函数，并执行下列公式可以更新混沌系统的初值，具体公式如下：
然后，令i＝i+1，循环执行对行的置乱和扩散操作，直到i＞M。
综上，采用原始图像通过散列函数生成的一系列散列值可以实时更新加密过程中混沌序列的初始值，从而可以增加算法对明文的敏感度，防止有限精度效应。
下面，采用置乱和扩散同时进行的方式，对目标图像进行列向量加密的方式进行说明。
对行加密后的矩阵PBR进行列加密，共有8N个列向量。列加密过程中，每一列的加密方式与行加密中每一行的加密方式类似。列加密的具体细节描述如下：
在列加密初始阶段，令列数j＝1，预迭代混沌系统nr次并舍弃，以增强系统的初值敏感性，防止暂态效应。
与行加密类似，迭代混沌系统一次，新产生的系统变量值x，y用于计算k，k为整数，在加密过程中控制循环移位的步长。将大小为M×N的原始图像分解成位水平后，列加密中A＝M。
可选的，在本申请实施例提供的图像加密方法中，采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作的步骤，包括：依据目标值，对图像矩阵二的列向量按照第二预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作，并对图像矩阵二进行取反操作，完成扩散操作。
将PBR的第j行向上循环移位k位，移位后的列向量记为tc。
对移位后的图像矩阵中每相邻两列的列向量进行异或操作，得到矩阵PBRC，且PBRC是列加密后的M×8N矩阵；当y＞0时，对矩阵PBRC进行取反操作；然后执行下列公式更新混沌系统的初值：
令j＝j+1，循环执行对列的置乱和扩散操作，直到j＞M。
本实施例中，在图像置乱过程中，采用混沌循环移位操作可以混淆列向量的像素位置，在图像扩散过程中，采用两次异或操作可以彻底改变列向量的像素值。而且，相比于像素水平的加密方案，在位水平上进行加密能使置乱和扩散过程更加彻底，更好地提高了算法的安全性，且在图像加密中具有广泛的应用前景。
可选的，在本申请实施例提供的图像加密方法中，对移位后的图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作的步骤，包括：在列数为第二预设数值时，将图像矩阵二中的第一列的列向量与图像矩阵二中的最后一列的列向量进行异或操作；在列数大于第二预设数值时，将图像矩阵二中的当前列的列向量与上一列的列向量进行异或操作。
例如，当j＝1时，将第一列和最后一列进行异或操作，当j≥2时，将当前列与上一列进行异或操作。在整个列加密中，异或操作形成了一个闭环。
其中，PBRC(j,:)是矩阵PBRC的第j列向量，PBR(end,:)是矩阵PBR的最后一列，
为异或操作。
通过上述的方案，可以方便的实现对图像矩阵中的每相邻两列的列向量进行异或操作，从而可以实现对图像矩阵的列向量进行扩散操作。
图2是根据本发明实施例的另一种可选的图像加密方法的示意图，如图2所示，在进行图像加密时，(1)对于原始图像，进行位分解操作，即将像素水平的原始图像分解为位水平的图像；(2)使用混沌移位算法对位水平的图像的行和列依次进行置乱(图2中分别示意了行置乱与扩散，以及对列置乱与扩散)，对每一行进行混沌移位变换操作置乱像素点的位置，然后进行异和取反操作扩散像素点的值，得到的行向量与之前的行向量完全不同，加密完一行后，通过散列函数更新初值，然后再迭代一次作为下一行加密的控制条件；(3)通过异或和取反操作对位水平的图像的行和列依次进行扩散；(4)将位水平的图像合并成像素水平(即图2中的位合并)，得到加密图像，且加密图像为像素水平的图像。另外，可以通过原始图像对混沌序列的初值进行更新，也可以通过密钥分别对行和列进行预迭代后，从而对混沌序列的初值进行更新。
下面通过表1示意了说明了一种密钥的结构类型：
表1密钥的结构
图3是根据本发明实施例的一种可选的对加密图像进行解密的图像示意图，如图3所示，分别显示对目标图像进行加密后的图像和对加密图像采取图像加密的逆过程进行解密后的图像，而且，通过在哈希函数关联明文对加密过程中使用的混沌系统实时更新初值和在位水平上进行加密，极大地提高了算法的明文敏感性和加密的安全性，且密钥空间大、密钥敏感性高。密文相邻像素间的相关性系数零，密文具有随机均匀的统计特性以及良好的抵抗差分攻击和已知明文、选择明文攻击的能力。因此，本申请可以满足各类图像加密场合的要求，有着广泛的应用途径和良好的应用前景。
本申请实施例，通过获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，其中，像素水平的图像为用像素值表征的图像；将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量；采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像，解决了相关技术中采用传统密码学方式对数据量较大的多媒体数据进行加密时，加密效率较低，影响信息安全的问题。通过将获取到的像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，并采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密，得到位合并后的加密图像，从而提升了数据量较大的多媒体数据的加密效率，进而达到了保障信息安全的效果。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例二
本申请实施例还提供了一种图像加密装置，需要说明的是，本申请实施例的图像加密装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于图像加密方法。以下对本申请实施例提供的图像加密装置进行介绍。
图4是根据本申请实施例的一种可选的图像加密装置的示意图。如图4所示，该装置包括：第一获取单元401、第一分解单元402、第一加密单元403和第一合并单元404，
具体地，第一获取单元401，用于获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，其中，像素水平的图像为用像素值表征的图像；
第一分解单元402，用于将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量；
第一加密单元403，用于采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；
第一合并单元404，用于将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
综上，本申请实施例提供的图像加密装置，通过第一获取单元401获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，其中，像素水平的图像为用像素值表征的图像；第一分解单元402将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量；第一加密单元403采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；第一合并单元404将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像，解决了相关技术中采用传统密码学方式对数据量较大的多媒体数据进行加密时，加密效率较低，影响信息安全的问题，通过将获取到的像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，并采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密，得到位合并后的加密图像，从而提升了数据量较大的多媒体数据的加密效率，进而达到了保障信息安全的效果。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，第一加密单元，包括：第一操作子单元，用于采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二；第二操作子单元，用于采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，还包括：第一迭代单元，用于在采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二之前，对混沌系统进行初次迭代，生成变量值；第一计算单元，用于依据变量值和图像矩阵一中的列向量参数，计算目标值，其中，目标值用于确定对图像矩阵一中的行向量进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，第一操作子单元，包括：第一操作子模块，用于依据目标值，对图像矩阵一的行向量按照第一预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；第二操作子模块，用于对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，并对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，第二操作子模块，包括：第一操作模块，用于在行数为第一预设数值时，将图像矩阵一中的第一行的行向量与图像矩阵一中的最后一行的行向量进行异或操作；第二操作模块，用于在行数大于第一预设数值时，将图像矩阵一中的当前行的行向量与上一行的行向量进行异或操作。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，还包括：第一更新单元，用于在对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作之后，采用散列函数，对变量值进行更新；第二更新单元，用于采用更新后的变量值，更新第一混沌序列的初始值。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，还包括：第二迭代单元，用于在对混沌系统进行初次迭代，生成变量值之前，对混沌系统进行第一次预迭代；第一舍弃单元，用于将预迭代后的混沌系统所产生的变量值舍弃，以消除混沌系统的暂态效应。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，第二操作子单元，包括：第三操作子模块，用于依据目标值，对图像矩阵二的列向量按照第二预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；第四操作子模块，用于对移位后的图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作，并对图像矩阵二进行取反操作，完成扩散操作。
可选地，在本申请实施例提供的图像加密装置中，第四操作子模块，包括：第三操作模块，用于在列数为第二预设数值时，将图像矩阵二中的第一列的列向量与图像矩阵二中的最后一列的列向量进行异或操作；第四操作模块，用于在列数大于第二预设数值时，将图像矩阵二中的当前列的列向量与上一列的列向量进行异或操作。
图像加密装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元401、第一分解单元402、第一加密单元403和第一合并单元404等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来保障信息安全。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现图像加密方法。
本发明实施例提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行图像加密方法。
图5是根据本发明实施例的一种可选的电子设备的示意图，如图5所示，电子设备10包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，其中，像素水平的图像为用像素值表征的图像；将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量；采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
处理器执行程序时还实现以下步骤：采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密的步骤，包括：采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二；采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作。
处理器执行程序时还实现以下步骤：在采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二之前，还包括：对混沌系统进行初次迭代，生成变量值；依据变量值和图像矩阵一中的列向量参数，计算目标值，其中，目标值用于确定对图像矩阵一中的行向量进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
处理器执行程序时还实现以下步骤：采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二的步骤，包括：依据目标值，对图像矩阵一的行向量按照第一预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，并对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作。
处理器执行程序时还实现以下步骤：对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作的步骤，包括：在行数为第一预设数值时，将图像矩阵一中的第一行的行向量与图像矩阵一中的最后一行的行向量进行异或操作；在行数大于第一预设数值时，将图像矩阵一中的当前行的行向量与上一行的行向量进行异或操作。
处理器执行程序时还实现以下步骤：在对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作之后，还包括：采用散列函数，对变量值进行更新；采用更新后的变量值，更新第一混沌序列的初始值。
处理器执行程序时还实现以下步骤：在对混沌系统进行初次迭代，生成变量值之前，还包括：对混沌系统进行第一次预迭代；将预迭代后的混沌系统所产生的变量值舍弃，以消除混沌系统的暂态效应。
处理器执行程序时还实现以下步骤：采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作的步骤，包括：依据目标值，对图像矩阵二的列向量按照第二预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作，并对图像矩阵二进行取反操作，完成扩散操作。
处理器执行程序时还实现以下步骤：对移位后的图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作的步骤，包括：在列数为第二预设数值时，将图像矩阵二中的第一列的列向量与图像矩阵二中的最后一列的列向量进行异或操作；在列数大于第二预设数值时，将图像矩阵二中的当前列的列向量与上一列的列向量进行异或操作。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取待加密的目标图像，其中，目标图像为像素水平的图像，其中，像素水平的图像为用像素值表征的图像；将像素水平的目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，图像矩阵一包括行向量和列向量；采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；将加密后的图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：采用混沌系统产生的混沌序列，分别对图像矩阵一的行向量和列向量进行加密的步骤，包括：采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二；采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：在采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二之前，还包括：对混沌系统进行初次迭代，生成变量值；依据变量值和图像矩阵一中的列向量参数，计算目标值，其中，目标值用于确定对图像矩阵一中的行向量进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：采用混沌系统产生的第一混沌序列，对图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二的步骤，包括：依据目标值，对图像矩阵一的行向量按照第一预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，并对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：对移位后的图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作的步骤，包括：在行数为第一预设数值时，将图像矩阵一中的第一行的行向量与图像矩阵一中的最后一行的行向量进行异或操作；在行数大于第一预设数值时，将图像矩阵一中的当前行的行向量与上一行的行向量进行异或操作。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：在对图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作之后，还包括：采用散列函数，对变量值进行更新；采用更新后的变量值，更新第一混沌序列的初始值。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：在对混沌系统进行初次迭代，生成变量值之前，还包括：对混沌系统进行第一次预迭代；将预迭代后的混沌系统所产生的变量值舍弃，以消除混沌系统的暂态效应。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：采用混沌系统产生的第二混沌序列，对图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作的步骤，包括：依据目标值，对图像矩阵二的列向量按照第二预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；对移位后的图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作，并对图像矩阵二进行取反操作，完成扩散操作。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：对移位后的图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作的步骤，包括：在列数为第二预设数值时，将图像矩阵二中的第一列的列向量与图像矩阵二中的最后一列的列向量进行异或操作；在列数大于第二预设数值时，将图像矩阵二中的当前列的列向量与上一列的列向量进行异或操作。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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设备上，使得在计算机或其他可编程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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商品或者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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请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。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种图像加密方法，其特征在于，包括：
获取待加密的目标图像，其中，所述目标图像为像素水平的图像，所述像素水平的图像为用像素值表征的图像；
将像素水平的所述目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，所述图像矩阵一包括行向量和列向量；
采用混沌系统产生的混沌序列，分别对所述图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；
将加密后的所述图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用混沌系统产生的混沌序列，分别对所述图像矩阵一的行向量和列向量进行加密的步骤，包括：
采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二；
采用所述混沌系统产生的第二混沌序列，对所述图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二之前，还包括：
对所述混沌系统进行初次迭代，生成变量值；
依据所述变量值和所述图像矩阵一中的列向量参数，计算目标值，其中，所述目标值用于确定对所述图像矩阵一中的行向量进行置乱操作时的循环移位的移位步长。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用所述混沌系统产生的第一混沌序列，对所述图像矩阵一的行向量进行置乱操作和扩散操作，得到图像矩阵二的步骤，包括：
依据所述目标值，对所述图像矩阵一的行向量按照第一预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；
对移位后的所述图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作，并对所述图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对移位后的所述图像矩阵一中每相邻两行的行向量进行异或操作的步骤，包括：
在行数为第一预设数值时，将所述图像矩阵一中的第一行的行向量与所述图像矩阵一中的最后一行的行向量进行异或操作；
在行数大于所述第一预设数值时，将所述图像矩阵一中的当前行的行向量与上一行的行向量进行异或操作。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述图像矩阵一进行取反操作，完成扩散操作之后，还包括：
采用散列函数，对所述变量值进行更新；
采用更新后的所述变量值，更新所述第一混沌序列的初始值。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述混沌系统进行初次迭代，生成变量值之前，还包括：
对所述混沌系统进行第一次预迭代；
将预迭代后的所述混沌系统所产生的变量值舍弃，以消除所述混沌系统的暂态效应。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用所述混沌系统产生的第二混沌序列，对所述图像矩阵二的列向量进行置乱操作和扩散操作的步骤，包括：
依据所述目标值，对所述图像矩阵二的列向量按照第二预定移位方向进行循环移位，完成置乱操作；
对移位后的所述图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作，并对所述图像矩阵二进行取反操作，完成扩散操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对移位后的所述图像矩阵二中每相邻两列的列向量进行异或操作的步骤，包括：
在列数为第二预设数值时，将所述图像矩阵二中的第一列的列向量与所述图像矩阵二中的最后一列的列向量进行异或操作；
在列数大于所述第二预设数值时，将所述图像矩阵二中的当前列的列向量与上一列的列向量进行异或操作。
10.一种图像加密装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取待加密的目标图像，其中，所述目标图像为像素水平的图像，所述像素水平的图像为用像素值表征的图像；
第一分解单元，用于将像素水平的所述目标图像分解为位水平的图像，得到图像矩阵一，其中，所述图像矩阵一包括行向量和列向量；
第一加密单元，用于采用混沌系统产生的混沌序列，分别对所述图像矩阵一的行向量和列向量进行加密；
第一合并单元，用于将加密后的所述图像矩阵一进行位合并，得到加密图像。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储介质存储程序，其中，所述程序执行权利要求1至9中任意一项所述的图像加密方法。
12.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至9中任意一项所述的图像加密方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210753856.0A CN115086058B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 图像加密方法及装置、存储介质和电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210753856.0A CN115086058B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 图像加密方法及装置、存储介质和电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115086058A true CN115086058A (zh) | 2022-09-20 |
| CN115086058B CN115086058B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=83255243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210753856.0A Active CN115086058B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 图像加密方法及装置、存储介质和电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115086058B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115664639B (zh) * | 2022-12-09 | 2023-03-03 | 深圳迅策科技有限公司 | 一种金融资产交易数据传输加密方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109379510A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-02-22 | 桂林电子科技大学 | 一种基于二维Logistic混沌系统算法的图像加密方法 |
| CN111461951A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-28 | 三维通信股份有限公司 | 彩色图像加密方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
| CN112800444A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-14 | 桂林电子科技大学 | 基于二维混沌映射的彩色图像加密方法 |
| CN113225449A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-06 | 郑州轻工业大学 | 一种基于混沌序列和dna编码的图像加密方法 |
-
2022
- 2022-06-29 CN CN202210753856.0A patent/CN115086058B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109379510A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-02-22 | 桂林电子科技大学 | 一种基于二维Logistic混沌系统算法的图像加密方法 |
| CN111461951A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-28 | 三维通信股份有限公司 | 彩色图像加密方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
| CN112800444A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-14 | 桂林电子科技大学 | 基于二维混沌映射的彩色图像加密方法 |
| CN113225449A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-06 | 郑州轻工业大学 | 一种基于混沌序列和dna编码的图像加密方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 雷宇航: "基于同时置乱和扩散操作的快速混沌图像加密方案研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》, pages 1 - 75 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115664639B (zh) * | 2022-12-09 | 2023-03-03 | 深圳迅策科技有限公司 | 一种金融资产交易数据传输加密方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115086058B (zh) | 2024-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Cryptanalysis of an image block encryption algorithm based on chaotic maps | |
| Zhou et al. | A novel image encryption algorithm based on chaos and Line map | |
| Zhan et al. | Cross-utilizing hyperchaotic and DNA sequences for image encryption | |
| Ye et al. | An efficient symmetric image encryption algorithm based on an intertwining logistic map | |
| Patidar et al. | A robust and secure chaotic standard map based pseudorandom permutation-substitution scheme for image encryption | |
| Zhu et al. | A chaos-based symmetric image encryption scheme using a bit-level permutation | |
| Wang et al. | A new compound mode of confusion and diffusion for block encryption of image based on chaos | |
| Zhang et al. | An image encryption scheme using reverse 2-dimensional chaotic map and dependent diffusion | |
| Musanna et al. | A novel fractional order chaos-based image encryption using Fisher Yates algorithm and 3-D cat map | |
| US9773128B2 (en) | Holographic encryption of multi-dimensional images | |
| Lima et al. | Image encryption based on the finite field cosine transform | |
| CN107330338B (zh) | 基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密和解密方法及系统 | |
| Choi et al. | Color image encryption based on programmable complemented maximum length cellular automata and generalized 3-D chaotic cat map | |
| Mir et al. | Color image encryption using RSA cryptosystem with a chaotic map in Hartley domain | |
| Faragallah | Efficient confusion–diffusion chaotic image cryptosystem using enhanced standard map | |
| Bezerra et al. | A novel simultaneous permutation–diffusion image encryption scheme based on a discrete space map | |
| CN115086058B (zh) | 图像加密方法及装置、存储介质和电子设备 | |
| Wen et al. | Triple-image bit-level encryption algorithm based on double cross 2D hyperchaotic map | |
| Acharya | Image encryption using a new chaos based encryption algorithm | |
| CN112543093B (zh) | 基于双熵源超混沌系统的图像加密方法、设备及存储介质 | |
| Chao et al. | Priority visual secret sharing of random grids for threshold access structures | |
| Bezerra et al. | Fast chaotic image encryption with simultaneous permutation and diffusion for IoT applications | |
| Tao et al. | A Snake Encryption Algorithm for Image with Multiple Chaos Fusion. | |
| Munir et al. | Differential cryptanalysis of diffusion and confusion based information confidentiality mechanism | |
| Chinram et al. | Highly secured and quickest image encryption algorithm based on trigonometric chaotic map and S-box |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |