CN115665341B - 一种用于图像数据的加密方法及加密系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于图像加密技术领域,具体涉及一种用于图像数据的加密方法及加密系统,方法包括:将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为图像数据区域设置保密级别;对于与一级保密级别相对应的图像数据区域,发送端直接进行发送;对于与二级保密级别相对应的图像数据区域,发送端针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理并且发送相应的图像数据区域;对于与三级保密级别相对应的图像数据区域,发送端通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,将经过第二加密处理后的各个图像数据区域块发送给接收端,本发明能够实现简单、快速加密传输图像数据。
Description
技术领域
本发明属于图像加密技术领域,具体涉及一种用于图像数据的加密方法及加密系统。
背景技术
图像数据作为最流行的多媒体形式之一,被广泛的应用到了各个行业领域中,在某些特殊领域中,举例如军事领域、商业领域,以及医疗领域,对于图像数据通常都有一定的保密要求,因而当需要通过网络传输图像数据时,应该针对要传输的图像数据进行加密处理,以达到避免图像数据被泄露的目的,然而,现有技术中的对于图像数据进行加密处理和解密处理的方法一般都较为复杂,需要花费较长的加密时间和解密时间,并且该加密处理的方法通常都是对图像数据整体进行加密处理,并未考虑图像数据中的不同区域可能具有不同的保密要求的问题,由此,本发明提出一种用于图像数据的加密方法及加密系统用来解决上述的技术问题。
发明内容
本发明将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且对于保密级别不同的图像数据区域分别采用不同的加密方法,还将加密的数据通过网络发送给接收端,本发明旨在基于图像数据中的不同区域具有不同的保密要求,提供一种简单、快速的加密传输图像数据的方法。
为了达到上述的发明目的,给出如下所述的一种用于图像数据的加密方法,主要包括以下的步骤:
将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为每个所述图像数据区域设置保密级别,所述保密级别包括一级保密级别,二级保密级别,以及三级保密级别,越高的保密级别对应的保密要求越高;
对于与所述一级保密级别相对应的所述图像数据区域,发送端不对相对应的所述图像数据区域进行加密处理,同时直接将相对应的所述图像数据区域通过网络发送给接收端;
对于与所述二级保密级别相对应的所述图像数据区域,发送端将相对应的所述图像数据区域继续划分成预先设定的块数的图像数据区域块,并且针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理,还将经过所述第一加密处理后的相对应的所述图像数据区域通过网络发送给接收端;
对于与所述三级保密级别相对应的所述图像数据区域,发送端将相对应的所述图像数据区域继续划分成预先设定的块数的图像数据区域块,同时分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,并且通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,将经过所述第二加密处理后的各个图像数据区域块通过网络依次发送给接收端。
作为本发明的一种优选技术方案,所述第一加密处理包括对于同一个所述图像数据区域中的不同的图像数据区域块进行位置变换,以及对于同一个所述图像数据区域中的不同的图像数据区域块进行内容置换。
作为本发明的一种优选技术方案,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,包括如下的步骤:
发送端任意选定一个秘密图像数据,以所述秘密图像数据的左上角的点为原点,从原点出发在纵向上建立纵轴,从原点出发在横向上建立横轴,以建立所述秘密图像数据的像素坐标系,所述像素坐标系上的每个坐标点均对应所述秘密图像数据上的一个像素点;
在所述像素坐标系上,按照横轴方向依次遍历所述秘密图像数据各行的每个像素点的颜色值,并且计算标准R值与每个像素点的颜色值中的R值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为R像素点,计算标准G值与每个像素点的颜色值中的G值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为G像素点,计算标准B值与每个像素点的颜色值中的B值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为B像素点,同时将不是R像素点、不是G像素点、不是B像素点的像素点都标记为X像素点。
作为本发明的一种优选技术方案,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
在所述像素坐标系上,按照横轴方向依次遍历所述秘密图像数据各行的每个像素点,将所述秘密图像数据的二维的像素点排列转换成一维的字母排列,当像素点被标记为R像素点时,用字母R代替表达像素点,当像素点被标记为G像素点时,用字母G代替表达像素点,当像素点被标记为B像素点时,用字母B代替表达像素点,当像素点被标记为X像素点时,用字母X代替表达像素点;
从所述一维的字母排列中删除全部的字母X,并且在新的所述一维的字母排列中依次对于每个字母进行从小到大的顺序编号,使得每个字母都对应唯一的一个编号。
作为本发明的一种优选技术方案,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
在新的所述一维的字母排列中,截取预先设定的编号之前的字母,依次遍历截取的各个字母,分别建立R集合、G集合、B集合,R集合包括新生成的与各个字母R相对应的序号和各个字母R的所述编号,G集合包括新生成的与各个字母G相对应的序号和各个字母G的所述编号,B集合包括新生成的与各个字母B相对应的序号和各个字母B的所述编号;
R集合、G集合、B集合分别继续使用如下的计算公式,将R集合、G集合、B集合中的所述序号和相应的所述编号的个数缩减为预先设定的个数:
其中,为缩减后的R集合、G集合、B集合中的所述序号,/>对于数值进行四舍五入并且取整的函数,/>为缩减前的R集合、G集合、B集合中的所述序号的总个数,/>为缩减后的R集合、G集合、B集合中的所述序号的总个数,/>为从1到/>的整数。
作为本发明的一种优选技术方案,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
基于缩减后的R集合、G集合、B集合,依次同时遍历缩减后的R集合、G集合、B集合中的一个所述序号和一个相应的所述编号,并且依次计算这三个相应的所述编号的乘积值,以得到预先设定的个数的乘积值;
依据得到的预先设定的个数的乘积值,依次将各个乘积值分别作为每个图像数据区域块的加密密钥。
本发明还提供了一种用于图像数据的加密系统,主要包括以下的模块:
发送端模块,用于将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为每个图像数据区域设置保密级别,还用于将与一级保密级别相对应的图像数据区域通过网络传输模块发送给接收端模块,还用于将与二级保密级别相对应的图像数据区域继续划分成图像数据区域块,并且针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理,把经过第一加密处理后的相对应的图像数据区域通过网络传输模块发送给接收端模块,还用于将与三级保密级别相对应的图像数据区域继续划分成图像数据区域块,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,把经过第二加密处理后的各个图像数据区域块通过网络传输模块发送给接收端模块;
网络传输模块,用于在发送端模块和接收端模块之间进行数据传输;
接收端模块,用于接收来自发送端模块的未加密的图像数据区域,还用于接收和解密来自发送端模块的经过第一加密处理后的图像数据区域,以及经过第二加密处理后的图像数据区域块,并且用于还原出完整的图像数据。
与现有技术相比,本发明的有益效果至少如下所述:
1、本发明首先将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为图像数据区域设置保密级别,其次对于与一级保密级别相对应的图像数据区域,发送端直接进行发送;再次对于与二级保密级别相对应的图像数据区域,发送端针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理并且发送相应的图像数据区域给接收端;最后对于与三级保密级别相对应的图像数据区域,发送端通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,还将经过第二加密处理后的各个图像数据区域块发送给接收端。
2、本发明解决了现有技术中的对于图像数据进行加密处理和解密处理的方法一般都较为复杂,需要花费较长的加密时间和解密时间,并且通常都是对图像数据整体进行加密处理和解密处理,并未考虑图像数据中的不同区域具有不同的保密要求的问题,本发明能够提供一种简单、快速的加密和解密图像数据的方法,并且能够对于图像数据进行细粒度的加密和解密处理。
附图说明
图1为本发明的一种用于图像数据的加密方法的步骤流程图;
图2为本发明的一种用于图像数据的加密系统的组成结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。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。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但除非特别说明,这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一xx脚本称为第二xx脚本,且类似地,可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
本发明给出了如图1所示的一种用于图像数据的加密方法,主要通过执行如下的步骤过程来实现:
步骤一、将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为每个上述图像数据区域设置保密级别,上述保密级别包括一级保密级别,二级保密级别,以及三级保密级别,越高的保密级别对应的保密要求越高;
步骤二、对于与上述一级保密级别相对应的上述图像数据区域,发送端不对相对应的上述图像数据区域进行加密处理,同时直接将相对应的上述图像数据区域通过网络发送给接收端;
步骤三、对于与上述二级保密级别相对应的上述图像数据区域,发送端将相对应的上述图像数据区域继续划分成预先设定的块数的图像数据区域块,并且针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理,还将经过上述第一加密处理后的相对应的上述图像数据区域通过网络发送给接收端;
步骤四、对于与上述三级保密级别相对应的上述图像数据区域,发送端将相对应的上述图像数据区域继续划分成预先设定的块数的图像数据区域块,同时分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,并且通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,将经过上述第二加密处理后的各个图像数据区域块通过网络依次发送给接收端。
具体的,发明人发现现有技术中的对于图像数据进行加密处理和解密处理的方法一般都较为复杂,都需要花费较长的加密时间和解密时间,并且该加密处理的方法通常都是对图像数据整体进行加密处理,并未考虑图像数据中的不同区域可能具有不同的保密要求的问题,对于保密要求较低的图像数据中的区域,可以选择不对其进行加密处理,比如与上述一级保密级别相对应的图像数据区域,或者是通过简单的方法进行加密处理,比如与上述二级保密级别相对应的图像数据区域,而无需对其进行和保密要求较高的图像数据中的其他区域一样的加密处理,以达到降低加密处理的整体复杂度,节省加密时间和解密时间的目的,其中,在将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域时,可以根据图像数据中的不同对象进行区域划分,本发明不对具体的区域划分方法进行限制。
进一步的,在上述步骤三中,上述第一加密处理包括对于同一个上述图像数据区域中的不同的图像数据区域块进行位置变换,以及对于同一个上述图像数据区域中的不同的图像数据区域块进行内容置换。
具体的,在同一个图像数据区域中,通常包括多个像素点,而将同一个图像数据区域继续划分为多个图像数据区域块,同一个图像数据区域块通常也包括多个像素点,上述第一加密处理指的是通过简单的步骤处理同一个图像数据区域中的多个图像数据区域块,来隐藏该图像数据区域的原来的图像特征,上述第一加密处理可以包括在同一个图像数据区域中交换不同的图像数据区域块的位置,举例如任意两两交换不同的图像数据区域块的位置,上述第一加密处理还可以包括随机选择若干个图像数据区域块,并且改变该若干个图像数据区域块的内容,举例如将该若干个图像数据区域块中的像素点使用其他像素点进行替换,当接收端收到经过上述第一加密处理的图像数据区域时,通过进行与位置变换和内容置换相对应的逆变换,就能得到原来的图像数据区域,上述第一加密处理的步骤简单,能够被快速执行,还能满足一定程度的保密要求。
进一步的,在上述步骤四中,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,包括如下的步骤:
第一步、发送端任意选定一个秘密图像数据,以上述秘密图像数据的左上角的点为原点,从原点出发在纵向上建立纵轴,从原点出发在横向上建立横轴,以建立上述秘密图像数据的像素坐标系,上述像素坐标系上的每个坐标点均对应上述秘密图像数据上的一个像素点;
第二步、在上述像素坐标系上,按照横轴方向依次遍历上述秘密图像数据各行的每个像素点的颜色值,并且计算标准R值与每个像素点的颜色值中的R值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为R像素点,计算标准G值与每个像素点的颜色值中的G值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为G像素点,计算标准B值与每个像素点的颜色值中的B值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为B像素点,同时将不是R像素点、不是G像素点、不是B像素点的像素点都标记为X像素点。
具体的,本发明的发送端基于一个秘密图像数据来生成每个图像数据区域块的加密密钥,该秘密图像数据为彩色的,与传统的加密密钥生成方法相比,本发明的加密密钥生成方法具有更加难预测和更加难破解的优点,在上述第一步中,发送端选择一个秘密图像数据,并且建立该秘密图像数据的像素坐标系,该秘密图像数据还需要发送给接收端进行存储,在上述第二步中,对于秘密图像数据的各个像素点进行标记处理,其中,计算标准R值与每个像素点的颜色值中的R值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为R像素点,标准R值为255,标记G像素点和B像素点的方法和标记R像素点的方法相同,标准G值和标准B值均为255,其他像素点均被标记为X像素点,当一个像素点可以同时被标记为R像素点、G像素点、B像素点时,将这个像素点标记为与最小差值相对应的类别的像素点。
进一步的,根据上文,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
第三步、在上述像素坐标系上,按照横轴方向依次遍历上述秘密图像数据各行的每个像素点,将上述秘密图像数据的二维的像素点排列转换成一维的字母排列,当像素点被标记为R像素点时,用字母R代替表达像素点,当像素点被标记为G像素点时,用字母G代替表达像素点,当像素点被标记为B像素点时,用字母B代替表达像素点,当像素点被标记为X像素点时,用字母X代替表达像素点;
第四步、从上述一维的字母排列中删除全部的字母X,并且在新的上述一维的字母排列中依次对于每个字母进行从小到大的顺序编号,使得每个字母都对应唯一的一个编号。
具体的,在上述第三步中,把在像素坐标系下的上述秘密图像数据的二维的像素点排列转换成一维的字母排列,具体的做法是使用字母R、字母G、字母B、字母X分别替换掉在之前步骤中标记的R像素点、G像素点、B像素点、X像素点,从而得到上述秘密图像数据的一维的字母排列,同时在上述第四步中,又从该一维的字母排列中去除掉字母X,得到新的一维的字母排列,只留下字母R、字母G、字母B,并且还按照各个字母在该新的一维的字母排列中的顺序,对于各个字母进行顺序编号,举例如新的一维的字母排列为RRRBBGBG,那么字母的编号依次为1,2,3,4,5,6,7,8。
进一步的,根据上文,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
第五步、在新的上述一维的字母排列中,截取预先设定的编号之前的字母,依次遍历截取的各个字母,分别建立R集合、G集合、B集合,R集合包括新生成的与各个字母R相对应的序号和各个字母R的上述编号,G集合包括新生成的与各个字母G相对应的序号和各个字母G的上述编号,B集合包括新生成的与各个字母B相对应的序号和各个字母B的上述编号;
第六步、R集合、G集合、B集合分别继续使用如下的计算公式,将R集合、G集合、B集合中的上述序号和相应的上述编号的个数缩减为预先设定的个数:
其中,为缩减后的R集合、G集合、B集合中的上述序号,/>为对于数值进行四舍五入并且取整的函数,/>为缩减前的R集合、G集合、B集合中的上述序号的总个数,/>为缩减后的R集合、G集合、B集合中的上述序号的总个数,/>为从1到/>的整数。
具体的,如果发送端一开始选择的秘密图像数据很大的话,那么后续得到的新的一维的字母排列的数据量也会很大,如果不对新的一维的字母排列的数据量进行缩减的话,就会增加生成图像数据区域块的加密密钥的时间,或者是生成过多的图像数据区域块的加密密钥,也即生成的加密密钥的总个数远大于要加密的图像数据区域块的总个数,由此,在上述第五步中,截取新的一维的字母排列中的预先设定的编号之前的字母,同时分别建立R集合、G集合、B集合,为了帮助更好的理解R集合、G集合、B集合的形成方式,举例如新的一维的字母排列中的预先设定的编号之前的字母为RRRBBG,那么R集合={(1,1),(2,2),(3,3)},G集合={(1,6)},B集合={(1,4),(2,5)},其中,G集合中的1是序号,G集合中的6是编号,在上述第六步中,继续使用上述计算公式进一步的将R集合、G集合、B集合中的序号的个数减少到预先设定的个数,该预先设定的个数与图像数据区域块的总个数保持一致,使得每个图像数据区域块均对应一个加密密钥。
进一步的,根据上文,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
第七步、基于缩减后的R集合、G集合、B集合,依次同时遍历缩减后的R集合、G集合、B集合中的一个上述序号和一个相应的上述编号,并且依次计算这三个相应的上述编号的乘积值,以得到预先设定的个数的乘积值;
第八步、依据得到的预先设定的个数的乘积值,依次将各个乘积值分别作为每个图像数据区域块的加密密钥。
具体的,使用不同的加密密钥通过上述第二加密处理分别对于各个图像数据区域块进行加密,指的是先将图像数据区域块的二维图像数据转换成一维图像数据,再采用传统加密算法对于一维图像数据进行加密处理,一维图像数据可以是按照预先设定的规则排列的不同的像素点的RGB颜色值,特别的,本发明中选用的上述传统加密算法为一种对称加密算法,这样当接收端依次接收到来自发送端的各个加密后的图像数据区域块时,接收端只需对于事先存储的发送端选择的秘密图像数据执行与生成各个图像数据区域块的加密密钥相同的方法,就能够得到各个图像数据区域块的解密密钥,进而能够解密处理各个加密后的图像数据区域块,最后得到原来的图像数据区域。
综上所述,本发明首先将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为图像数据区域设置保密级别,其次对于与一级保密级别相对应的图像数据区域,发送端直接进行发送;再次对于与二级保密级别相对应的图像数据区域,发送端针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理并且发送相应的图像数据区域给接收端;最后对于与三级保密级别相对应的图像数据区域,发送端通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,还将经过第二加密处理后的各个图像数据区域块发送给接收端。本发明解决了现有技术中的对于图像数据进行加密处理和解密处理的方法一般都较为复杂,需要花费较长的加密时间和解密时间,并且通常都是对图像数据整体进行加密处理和解密处理,并未考虑图像数据中的不同区域具有不同的保密要求的问题,本发明能够提供一种简单、快速的加密和解密图像数据的方法,并且能够对于图像数据进行细粒度的加密和解密处理。
参考如图2所示,本发明还提供一种用于图像数据的加密系统,用来实现如以上内容所描述的一种用于图像数据的加密方法,具体的,将各个模块的功能描述如下:
发送端模块,用于将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为每个图像数据区域设置保密级别,还用于将与一级保密级别相对应的图像数据区域通过网络传输模块发送给接收端模块,还用于将与二级保密级别相对应的图像数据区域继续划分成图像数据区域块,并且针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理,把经过第一加密处理后的相对应的图像数据区域通过网络传输模块发送给接收端模块,还用于将与三级保密级别相对应的图像数据区域继续划分成图像数据区域块,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,把经过第二加密处理后的各个图像数据区域块通过网络传输模块发送给接收端模块;
网络传输模块,用于在发送端模块和接收端模块之间进行数据传输;
接收端模块,用于接收来自发送端模块的未加密的图像数据区域,还用于接收和解密来自发送端模块的经过第一加密处理后的图像数据区域,以及经过第二加密处理后的图像数据区域块,并且用于还原出完整的图像数据。
应该理解的是,虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于图像数据的加密方法,其特征在于,包括如下的步骤:
将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为每个所述图像数据区域设置保密级别,所述保密级别包括一级保密级别,二级保密级别,以及三级保密级别,越高的保密级别对应的保密要求越高;
对于与所述一级保密级别相对应的所述图像数据区域,发送端不对相对应的所述图像数据区域进行加密处理,同时直接将相对应的所述图像数据区域通过网络发送给接收端;
对于与所述二级保密级别相对应的所述图像数据区域,发送端将相对应的所述图像数据区域继续划分成预先设定的块数的图像数据区域块,并且针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理,还将经过所述第一加密处理后的相对应的所述图像数据区域通过网络发送给接收端;
对于与所述三级保密级别相对应的所述图像数据区域,发送端将相对应的所述图像数据区域继续划分成预先设定的块数的图像数据区域块,同时分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,并且通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,将经过所述第二加密处理后的各个图像数据区域块通过网络依次发送给接收端;
分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,包括如下的步骤:
发送端任意选定一个秘密图像数据,以所述秘密图像数据的左上角的点为原点,从原点出发在纵向上建立纵轴,从原点出发在横向上建立横轴,以建立所述秘密图像数据的像素坐标系,所述像素坐标系上的每个坐标点均对应所述秘密图像数据上的一个像素点;
在所述像素坐标系上,按照横轴方向依次遍历所述秘密图像数据各行的每个像素点的颜色值,并且计算标准R值与每个像素点的颜色值中的R值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为R像素点,计算标准G值与每个像素点的颜色值中的G值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为G像素点,计算标准B值与每个像素点的颜色值中的B值之间的差值,当差值小于等于差值阈值时,将相应的像素点标记为B像素点,同时将不是R像素点、不是G像素点、不是B像素点的像素点都标记为X像素点;
分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
在所述像素坐标系上,按照横轴方向依次遍历所述秘密图像数据各行的每个像素点,将所述秘密图像数据的二维的像素点排列转换成一维的字母排列,当像素点被标记为R像素点时,用字母R代替表达像素点,当像素点被标记为G像素点时,用字母G代替表达像素点,当像素点被标记为B像素点时,用字母B代替表达像素点,当像素点被标记为X像素点时,用字母X代替表达像素点;
从所述一维的字母排列中删除全部的字母X,并且在新的所述一维的字母排列中依次对于每个字母进行从小到大的顺序编号,使得每个字母都对应唯一的一个编号;
分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
在新的所述一维的字母排列中,截取预先设定的编号之前的字母,依次遍历截取的各个字母,分别建立R集合、G集合、B集合,R集合包括新生成的与各个字母R相对应的序号和各个字母R的所述编号,G集合包括新生成的与各个字母G相对应的序号和各个字母G的所述编号,B集合包括新生成的与各个字母B相对应的序号和各个字母B的所述编号;
R集合、G集合、B集合分别继续使用如下的计算公式,将R集合、G集合、B集合中的所述序号和相应的所述编号的个数缩减为预先设定的个数:其中,/>为缩减后的R集合、G集合、B集合中的所述序号,/>为对于数值进行四舍五入并且取整的函数,/>为缩减前的R集合、G集合、B集合中的所述序号的总个数,/>为缩减后的R集合、G集合、B集合中的所述序号的总个数,/>为从1到/>的整数;分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,还包括如下的步骤:
基于缩减后的R集合、G集合、B集合,依次同时遍历缩减后的R集合、G集合、B集合中的一个所述序号和一个相应的所述编号,并且依次计算这三个相应的所述编号的乘积值,以得到预先设定的个数的乘积值;
依据得到的预先设定的个数的乘积值,依次将各个乘积值分别作为每个图像数据区域块的加密密钥。
2.根据权利要求1所述的一种用于图像数据的加密方法,其特征在于,所述第一加密处理包括对于同一个所述图像数据区域中的不同的图像数据区域块进行位置变换,以及对于同一个所述图像数据区域中的不同的图像数据区域块进行内容置换。
3.一种用于图像数据的加密系统,用于实现如权利要求1-2任一项所述的方法,其特征在于,包括如下的模块:
发送端模块,用于将完整的图像数据划分为不同的图像数据区域,并且分别为每个图像数据区域设置保密级别,还用于将与一级保密级别相对应的图像数据区域通过网络传输模块发送给接收端模块,还用于将与二级保密级别相对应的图像数据区域继续划分成图像数据区域块,并且针对不同的图像数据区域块进行第一加密处理,把经过第一加密处理后的相对应的图像数据区域通过网络传输模块发送给接收端模块,还用于将与三级保密级别相对应的图像数据区域继续划分成图像数据区域块,分别生成每个图像数据区域块的加密密钥,通过不同的加密密钥对于每个图像数据区域块进行第二加密处理,把经过第二加密处理后的各个图像数据区域块通过网络传输模块发送给接收端模块;
网络传输模块,用于在发送端模块和接收端模块之间进行数据传输;
接收端模块,用于接收来自发送端模块的未加密的图像数据区域,还用于接收和解密来自发送端模块的经过第一加密处理后的图像数据区域,以及经过第二加密处理后的图像数据区域块,并且用于还原出完整的图像数据。
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CN202211417370.6A CN115665341B (zh) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | 一种用于图像数据的加密方法及加密系统 |
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