CN115643001B - 一种基于位平面的图像加密方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的一种基于位平面的图像加密方法、系统及可读存储介质，该方法包括获取待加密图像以及混沌系统密钥；对待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；基于置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；基于移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于目标加密矩阵进行图像加密，该方法能够提高图像加密效果。

Description

一种基于位平面的图像加密方法、系统及可读存储介质

技术领域

本申请涉及信息加密技术领域，具体而言，涉及一种基于位平面的图像加密方法、系统及可读存储介质。

背景技术

图像是最常用的一种信息交流方式，其是一种比较常用的信息载体，在庞大的数字网络中有着非常重要的作用，具有生动直观的特点。随着多媒体技术的快速发展和互联网的普及，数字图像已在城市建设、人脸识别等方面得到了广泛的应用。但由于网络的不安全性，图像传输过程中极易存在被恶意破坏、盗等情况。目前，为解决上述问题，相关研究者已采用图像加密算法，即将图像通过加密技术形成加密文件，只有知道密码的一方才可读取图像所要表达的信息，以保证图像传输过程中的安全性。现有的图像加密技术包括压缩加密技术，即基于某种压缩格式或压缩技术进行加密，但压缩过程中可能会对图像质量产生影响，存在加密效果不佳的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在基于提供一种基于位平面的图像加密方法、系统及可读存储介质，可以提高图像加密效果。

本申请实施例还提供了一种基于位平面的图像加密方法，包括以下步骤：

S1、获取待加密图像以及混沌系统密钥；

S2、对所述待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；

S3、基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；

S4、基于所述置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；

S5、基于所述位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；

S6、基于所述移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；

S7、基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于所述目标加密矩阵进行图像加密。

第二方面，本申请实施例还提供了一种基于位平面的图像加密系统，所述系统包括数据获取模块、位平面分解模块、密钥序列分解模块、置乱处理模块、高位加密模块、低位加密模块以及图像加密模块，其中：

所述数据获取模块，用于获取待加密图像以及混沌系统密钥；

所述位平面分解模块，用于对所述待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；

所述密钥序列分解模块，用于基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；

所述置乱处理模块，用于基于所述置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；

所述高位加密模块，用于基于所述位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；

所述低位加密模块，用于基于所述移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；

所述图像加密模块，用于基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于所述目标加密矩阵进行图像加密。

第三方面，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中包括基于位平面的图像加密方法程序，所述基于位平面的图像加密方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的一种基于位平面的图像加密方法的步骤。

由上可知，本申请实施例提供的一种基于位平面的图像加密方法、系统及可读存储介质，获取待加密图像以及混沌系统密钥；对待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；基于置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；基于移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于目标加密矩阵进行图像加密，使得加密后的密文图像的相邻像素能够在彼此间相关性小的情况下，在整个像素值的区域内均匀分散，很好的隐藏了原图特征，由此进一步使得在与原图像对比的基于上，能够保证在视觉上毫无关系，看不出有效信息，提高图像加密效果。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于位平面的图像加密方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种基于位平面的图像加密系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1是本申请一些实施例中的一种基于位平面的图像加密方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤S1，获取待加密图像以及混沌系统密钥。

具体的，针对步骤S1，在经由代理服务器进行待加密图像以及混沌系统密钥的下发时，可以先建立与代理服务器之间的连接，并在成功建立连接时，采用相应的监听策略，对代理服务器下发的数据进行实时监听。例如，可以监听过程中可以先进行数据过滤，以保证能够获取到所需的目标数据，本申请实施例不对监听过程中涵盖的具体实施细节进行限定。

步骤S2，对待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L。

具体的，针对步骤S2，高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L的求解过程参考下述步骤：

（1）首先，将明文图像P中的每个像素值都转化成8位二进制数值，并将每个二进制数值的前4位二进制数值，与零4位二进制数值组合成八位二进制数值。之后，再将矩阵中每个八位二进制数值转化为八进制数值，对应得到的矩阵即为高四位矩阵H，具体可参考下述公式：

（2）首先，将明文图像P中的每个像素值都转化成8位二进制数值，并将每个二进制数值的后4位二进制数值，与零4位二进制数值组合成八位二进制数值。之后，再将矩阵中每个八位二进制数值转化为八进制数值，对应得到的矩阵即为低四位矩阵L，具体可参考下述公式：

需要说明的是，将灰度图像中处于同一比特位上的二进制像素值进行组合，得到一幅二进制值图像，其中，该图像被称为灰度图像的一个位平面，上述这个过程被称为位平面分解。示例性的，若将一幅灰度图像内所有像素点上处于二进制位内最低位上的值进行组合，则可以进一步构成“最低有效位”位平面。

步骤S3，基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列。

具体的，针对步骤S3，当前实施例中，将根据具体的实施需求，从获取到的混沌系统密钥中分离出相应的序列，后续再基于该序列进行位置置乱、位平面分解等，当前实施例中，不对具体的分离过程进行限定。

步骤S4，基于置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’。

具体的，针对步骤S4，矩阵置乱是将按照一定的置乱顺序，对矩阵中的各向量进行打乱，例如，将向量a移动到向量b的位置上，向量b移动到向量c的位置上，以将矩阵变换为所需的置乱矩阵。

步骤S5，基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’。

步骤S6，基于移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’。

步骤S7，基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于目标加密矩阵进行图像加密。

由上可知，本申请公开的一种基于位平面的图像加密方法，获取待加密图像以及混沌系统密钥；对待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；基于置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；基于移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于目标加密矩阵进行图像加密，使得加密后的密文图像的相邻像素能够在彼此间相关性小的情况下，在整个像素值的区域内均匀分散，很好的隐藏了原图特征，由此进一步使得在与原图像对比的基于上，能够保证在视觉上毫无关系，看不出有效信息，提高图像加密效果。

在其中一个实施例中，待加密图像包括灰度图像以及RGB彩色图像中的至少一种，其中，在待加密图像为灰度图像时，当前待加密图像中的像素点的像素值为灰度值，在待加密图像为RGB彩色图像时，当前待加密图像中的像素点的像素值为R通道像素值、G通道像素值以及B通道像素值中的至少一种。

具体的，在待加密图像为RGB彩色图像时，在进行位平面分解之前，需要将其转换为相应的灰度图像，以使得图像能够显示更多的细节，提高图像对比度，抑制图像中不需要的特征。

在其中一个实施例中，在基于RGB彩色图像进行灰度图像转换的时候，可以采用加权法、均值法以及最大值法等，通过将三通道三个像素各不相同的分量值赋值成相同的值，以实现灰度变换。

所述待加密图像以及混沌系统密钥存储在预设的数据缓存库中，步骤S1中，所述获取待加密图像以及混沌系统密钥包括：

步骤S11，在获取到图像加密请求指令时，向数据缓存库进行所需数据的请求获取，图像加密请求指令中携带有待加密图像的标识信息以及加密请求信息。

步骤S12，获取经由数据缓存库在获取到图像加密请求指令时，同步反馈的待加密图像以及混沌系统密钥。

在其中一个实施例中，置乱混沌序列包括高位置乱混沌序列x以及低位置乱混沌序列y。

步骤S4中，基于所述置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’，包括：

步骤S41，对高位置乱混沌序列x进行顺序打乱，并基于得到的第一打乱序列，对矩阵H进行位置置乱，得到高位置乱矩阵H’。

步骤S42，对低位置乱混沌序列y进行顺序打乱，并基于得到的第二打乱序列，对矩阵L进行位置置乱，得到低位置乱矩阵L’。

具体的，针对步骤S41-步骤S42，在对序列x进行顺序打乱时，会将其进行从小到大的顺序排列（具体的排列方式，本申请实施例不作过多说明，可以结合设备计算能力，选择冒泡法、以及二分法等），得到新的混沌序列x’，以及对应的位置序列

（其中，排序后的x’每个像素值在x上原本的位置）。之后，在将矩阵H转化为对应的一维序列h时，再利用前述得到的位置序列

对该一维矩阵h进行位置置乱，

计算公式包括

。最后，将得到的置乱序列

转化为大小为M×N的高位置乱矩阵H’即可。需要说明的是，低位置乱矩阵L’的具体实施细节可以参考上述过程，本申请实施例对此不作过多说明。

在其中一个实施例中，步骤S5中，基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，包括：

步骤S51，对位平面分解混沌序列进行随机取整处理，得到处于[0,255]范围内的随机整数序列z’。

具体的，针对步骤S51，在对位平面分解混沌序列进行随机取整处理的过程中，针对序列中每一个待取整的数据元素α，将基于预设的概率β，将数据元素α取整到与其最接近的整数ɡ，其中，概率β的取值取决于数据元素α与整数ɡ之间的间距。

步骤S52，基于序列z’进行位平面分解，得到适用于高位加密的高四位矩阵H_T。

步骤S53，将矩阵H’、H_T进行异或操作，得到高四位加密矩阵H’’。

具体的，针对步骤S53，在进行异或加密的过程中，会将矩阵H’、H_T中的对应行列数位上的值进行对比，得到相应的加密矩阵H’’，其中，若相应数位上对比的两个数取值相同，则矩阵H’’中对应数位上的取值将被定义为0，反之则定义为1。

当前实施例中，采用异或加密，通过减少加密过程的计算量，能够进一步提高加密效率，避免目标内容被泄露，以及满足用户的使用需求，提升用户体验。

在其中一个实施例中，步骤S51中，对所述位平面分解混沌序列进行随机取整，包括：

步骤S511，从得到的位平面分解混沌序列中，取小数点后10~14位的序列部分组成初始取整序列。

步骤S512，对初始取整序列进行256求模，得到处于[0,255]范围内的随机整数序列z’。

具体的，由于步骤S511-步骤S512中的256求模以及序列提取技术均为现有技术，当前实施例中将不对其具体实施细节进行限定。

在其中一个实施例中，移位混沌序列包括行移位混沌序列w以及列移位混沌序列u。

步骤S6中，基于所述移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，包括：

步骤S61，按照矩阵L’取到的列数量N，对序列w进行随机取整，得到第一随机整数序列

。

步骤S62，针对矩阵L’中的每一列a₁，按序从所述第一随机整数序列w’’中确定对应所需的移位步数b₁，其中，移位过程中，将列a₁向下移动b₁位，并在移位结束后，得到相应的列移位矩阵L_a。

具体的，针对步骤S61-步骤S62，在进行列移位位置置乱时，考虑到矩阵L’共包括N列向量。因此，在基于第一随机整数序列

，对像素矩阵L’中每一列的像素值进行移位时，会依次将第1列向量向下移

位，将第2列向量向下移

位，以此类推，针对第N列向量，会将其向下移

位，以此得到相应的列移位矩阵L_a。

步骤S63，按照矩阵L’取到的行数量M，对序列u进行随机取整，得到第二随机整数序列

。

步骤S64，针对矩阵L_a中的每一行a₂，按序从所述第二随机整数序列u’’中确定对应的移位步数b₂，其中，列移位过程中，将行a₂向右移动b₂位，并在移位结束后，得到相应的低四位加密矩阵L’’。

具体的，针对步骤S63-步骤S64，在进行行移位位置置乱之前，由于经过步骤S61-步骤S62对低四位矩阵L’进行列移位处理后，已得到相应的的列移位矩阵L_a。当前实施例中，将再基于步骤S63得到的混沌序列

，对列移位矩阵L_a进行进一步的行移位。其中，行移位过程中，会依次将第1行向量向右移

位，将第2行向量向右移

位，以此类推，针对第M行向量，会将其向右移

位，以此得到相应的低四位加密矩阵L’’。

请参考图2，本申请公开的一种基于位平面的图像加密系统200，该系统200包括数据获取模块201、位平面分解模块202、密钥序列分解模块203、置乱处理模块204、高位加密模块205、低位加密模块206以及图像加密模块207，其中：

数据获取模块201，用于获取待加密图像以及混沌系统密钥。

位平面分解模块202，用于对待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L。

密钥序列分解模块203，用于基于预设的多涡卷混沌系统对混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列。

置乱处理模块204，用于基于置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’。

高位加密模块205，用于基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’。

低位加密模块206，用于基于移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’。

图像加密模块207，用于基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于所述目标加密矩阵进行图像加密。

在其中一个实施例中，该系统中相应模块还用于实施上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。

由上可知，本申请公开的一种基于位平面的图像加密系统，获取待加密图像以及混沌系统密钥；对待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；基于置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；基于移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于目标加密矩阵进行图像加密，使得加密后的密文图像的相邻像素能够在彼此间相关性小的情况下，在整个像素值的区域内均匀分散，很好的隐藏了原图特征，由此进一步使得在与原图像对比的基于上，能够保证在视觉上毫无关系，看不出有效信息，提高图像加密效果。

本申请实施例提供一种可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable ProgrammableRead Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory,简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

上述可读存储介质，获取待加密图像以及混沌系统密钥；对待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；基于置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；基于位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；基于移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于目标加密矩阵进行图像加密，使得加密后的密文图像的相邻像素能够在彼此间相关性小的情况下，在整个像素值的区域内均匀分散，很好的隐藏了原图特征，由此进一步使得在与原图像对比的基于上，能够保证在视觉上毫无关系，看不出有效信息，提高图像加密效果。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

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。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于位平面的图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取待加密图像以及混沌系统密钥；

S2、对所述待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；

S3、基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；

S4、基于所述置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；

S5、基于所述位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；

S6、基于所述移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；

S7、基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于所述目标加密矩阵进行图像加密。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待加密图像包括灰度图像以及RGB彩色图像中的至少一种，其中，在所述待加密图像为灰度图像时，当前待加密图像中的像素点的像素值为灰度值，在所述待加密图像为RGB彩色图像时，当前待加密图像中的像素点的像素值为R通道像素值、G通道像素值以及B通道像素值中的至少一种；

所述待加密图像以及混沌系统密钥存储在预设的数据缓存库中，步骤S1中，所述获取待加密图像以及混沌系统密钥包括：

S11、在获取到图像加密请求指令时，向所述数据缓存库进行所需数据的请求获取，所述图像加密请求指令中携带有待加密图像的标识信息以及加密请求信息；

S12、获取经由所述数据缓存库在获取到图像加密请求指令时，同步反馈的待加密图像以及混沌系统密钥。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述置乱混沌序列包括高位置乱混沌序列x以及低位置乱混沌序列y；

步骤S4中，所述基于所述置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’，包括：

S41、对所述高位置乱混沌序列x进行顺序打乱，并基于得到的第一打乱序列，对矩阵H进行位置置乱，得到高位置乱矩阵H’；

S42、对所述低位置乱混沌序列y进行顺序打乱，并基于得到的第二打乱序列，对矩阵L进行位置置乱，得到低位置乱矩阵L’。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，所述基于所述位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，包括：

S51、对所述位平面分解混沌序列进行随机取整处理，得到处于[0,255]范围内的随机整数序列z’；

S52、基于序列z’进行位平面分解，得到适用于高位加密的高四位矩阵H_T；

S53、将矩阵H’、H_T进行异或操作，得到高四位加密矩阵H’’。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S51中，所述对所述位平面分解混沌序列进行随机取整，包括：

S511、从得到的位平面分解混沌序列中，取小数点后10~14位的序列部分组成初始取整序列；

S512、对所述初始取整序列进行256求模，得到处于[0,255]范围内的随机整数序列z’。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移位混沌序列包括行移位混沌序列w以及列移位混沌序列u；、

步骤S6中，所述基于所述移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，包括：

S61、按照矩阵L’取到的列数量N，对序列w进行随机取整，得到第一随机整数序列

；

S62、针对矩阵L’中的每一列a₁，按序从所述第一随机整数序列w’’中确定对应所需的移位步数b₁，其中，移位过程中，将列a₁向下移动b₁位，并在移位结束后，得到相应的列移位矩阵L_a；

S63、按照矩阵L’取到的行数量M，对序列u进行随机取整，得到第二随机整数序列

；

S64、针对矩阵L_a中的每一行a₂，按序从所述第二随机整数序列u’’中确定对应的移位步数b₂，其中，移位过程中，将行a₂向右移动b₂位，并在移位结束后，得到相应的低四位加密矩阵L’’。

7.一种基于位平面的图像加密系统，其特征在于，所述系统包括数据获取模块、位平面分解模块、密钥序列分解模块、置乱处理模块、高位加密模块、低位加密模块以及图像加密模块，其中：

所述数据获取模块，用于获取待加密图像以及混沌系统密钥；

所述位平面分解模块，用于对所述待加密图像进行位平面分解，得到对应高四位的位平面矩阵H和对应低四位的位平面矩阵L；

所述密钥序列分解模块，用于基于预设的多涡卷混沌系统对所述混沌系统密钥进行处理，得到置乱混沌序列、位平面分解混沌序列以及移位混沌序列；

所述置乱处理模块，用于基于所述置乱混沌序列对矩阵H、L进行置乱处理，得到置乱矩阵H’、L’；

所述高位加密模块，用于基于所述位平面分解混沌序列对矩阵H’进行位平面加密处理，得到高四位加密矩阵H’’；

所述低位加密模块，用于基于所述移位混沌序列对矩阵L’进行行、列移位置乱处理，得到低四位加密矩阵L’’；

所述图像加密模块，用于基于矩阵H’’、L’’构建目标加密矩阵，并基于所述目标加密矩阵进行图像加密。

8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中包括基于位平面的图像加密方法程序，所述基于位平面的图像加密方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

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