CN116305211A - 一种图像加密处理方法及装置 - Google Patents

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CN116305211A CN202310280643.5A CN202310280643A CN116305211A CN 116305211 A CN116305211 A CN 116305211A CN 202310280643 A CN202310280643 A CN 202310280643A CN 116305211 A CN116305211 A CN 116305211A
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张国林
查小慧
陆颖骅
单司南
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Abstract

本发明提供一种图像加密处理方法及装置，涉及信息安全技术领域，可用于金融领域或其他技术领域。所述方法包括：根据待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，生成第一混沌序列；计算待加密图像的散列值，并对散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和图像大小确定第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；生成第二混沌序列，根据第二混沌序列和分块变换置乱后的加密矩阵，得到加密图像。所述装置执行上述方法。本发明实施例提供的方法及装置，保证了加密图像的安全性。

Description

一种图像加密处理方法及装置
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种图像加密处理方法及装置。
背景技术
图像识别在银行各业务场景使用十分广泛，比如人脸认证识别、指纹识别、个人身份证相关信息识别等等。随着网络技术和多媒体技术迅速发展，数字图像作为最重要的信息载体之一，尤其在商业、金融业等领域的应用需求不断提高。因此，数字图像的安全性研究得到了人们广泛的关注。
由于数字图像存在如数据量大、二维空间分布不均匀和原始图像数据存在大量冗余等问题，使得传统的通用加密算法并不是非常适合数字图像加密。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种图像加密处理方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
一方面，本发明提出一种图像加密处理方法，包括：
对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
其中，所述根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，包括：
对各个片段进行数据转换，得到十进制数；
根据所述图像大小对各十进制数分别进行取余计算，得到第一混沌序列的混沌数。
其中，所述根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，包括：
对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，将各整数值分别确定为与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数。
其中，所述根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像，包括：
对所述分块变换置乱后的加密矩阵进行重构，得到重构矩阵；将所述第二混沌序列各元素放入数组中，并对数组中各元素进行归一化处理，得到归一化数组；
对归一化数组和到重构矩阵进行按位异或运算，得到混沌映射置乱后的加密矩阵；
对所述混沌映射置乱后的加密矩阵进行重新排列，将重新排列后的矩阵作为分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
其中，所述对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，包括：
根据控制因子确定取余函数的参数，根据确定参数后的取余函数计算得到与各混沌数分别对应的整数值。
其中，所述图像加密处理方法还包括：
获取置乱参数；所述置乱参数包括图像块数量、所述控制因子、猫脸变换参数、所述第一混沌映射参数和所述第二混沌映射参数；
将所述置乱参数作为明文，并对所述明文进行公钥加密，得到密文。
其中，在所述对所述明文进行公钥加密，得到密文的步骤之后，所述图像加密处理方法还包括：
利用私钥对所述密文进行解密，得到所述置乱参数；
利用所述置乱参数对所述加密图像进行还原处理，得到原始的待加密图像。
一方面，本发明提出一种图像加密处理装置，包括：
生成单元，用于对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
变换单元，用于计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
加密单元，用于根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
再一方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，其中，
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如下方法：
对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，包括：
所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如下方法：
对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
本发明实施例提供的图像加密处理方法及装置，对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像，保证了加密图像的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的图像加密处理方法的流程示意图。
图2是本发明另一实施例提供的图像加密处理方法的流程示意图。
图3是本发明一实施例提供的图像加密处理装置的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。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任意组合。
图1是本发明一实施例提供的图像加密处理方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的图像加密处理方法，包括：
步骤S1：对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列。
步骤S2：计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵。
步骤S3：根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
在上述步骤S1中，装置对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列。装置可以是执行该方法的计算机设备，例如可以为服务器。需要说明是，本发明实施例涉及数据的获取及分析是经用户授权的。待加密图像可以进一步为待加密灰度图像。
可以将待加密图像进行矩阵表示，其大小记为N×N的二维矩阵A(N为图像大小)，矩阵中的元素表示的是像素灰度值，矩阵元素的位置表示的是像素位置。
如果矩阵行数和列数不同，可以对矩阵进行补充，得到行数与列数相同的矩阵。如图2所示，此二维矩阵A对应图2中的待加密灰度图像A。
如图2所示，分块后得到的各图像块的图像块数量记为l。
如果图像大小为N，则第一混沌映射形式的迭代次数为N×N。
第一混沌映射可以具体为Sine混沌映射，第一混沌映射参数可以包括给定初值X(0)和系统参数α；相应的，根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列，包括：
对于给定初值X(0)和系统参数α的Sine混沌映射进行N×N次迭代，生成大小为1×N2的第一混沌序列，该第一混沌序列为一维混沌序列，可以表示为
Figure BDA0004137975560000061
在上述步骤S2中，装置计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵。
进一步地，可以利用安全哈希算法-512(SHA-512)计算待加密灰度图像的散列值，计算结果为512位的二进制数。
所述根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，包括：
对各个片段进行数据转换，得到十进制数；
根据所述图像大小对各十进制数分别进行取余计算，得到第一混沌序列的混沌数。
可以将散列值分为l个片段，剩余不足位数以0补齐，并将每个片段转换为十进制数M＝(M1,M2,...,Ml)。
将上述各十进制数作为位数在第一混沌序列K中选取混沌数，得到
Figure BDA0004137975560000062
Mj＝mod(Mj,N2)且j＝1,2,...,l。
所述根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，包括：
对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，将各整数值分别确定为与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数。
所述对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，包括：
根据控制因子确定取余函数的参数，根据确定参数后的取余函数计算得到与各混沌数分别对应的整数值。
对上述混沌数
Figure BDA0004137975560000063
进行取整，得到/>
Figure BDA0004137975560000064
且j＝1,2,...,l，其中β为控制因子。
根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵，包括：
将k1,k2,...,kl分别作为对各图像块进行猫脸变换的变换次数，并对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵B，猫脸变换即是Arnold变换。
在上述步骤S3中，装置根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。第二混沌映射可以为Logistic混沌映射，第二混沌映射参数可以包括给定初值Y(0)和系统参数μ；对于给定初值和Y(0)系统参数μ的Logistic混沌映射进行N×N次迭代，生成大小为1×N2的第二混沌序列，第二混沌序列具体为一维混沌序列。
所述根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像，包括：
对所述分块变换置乱后的加密矩阵进行重构，得到重构矩阵；将所述第二混沌序列各元素放入数组中，并对数组中各元素进行归一化处理，得到归一化数组；可以对加密矩阵B进行重构，把其中元素按照矩阵列顺序重构成一个1×N2的矩阵C。将第二混沌序列中的各元素依次放入数组x(i)(i＝1,2,...,N2)中，对数组x(i)中各元素归一化处理得到归一化数组x'(i)，使其各元素均在[0,255]范围内。
对归一化数组和到重构矩阵进行按位异或运算，得到混沌映射置乱后的加密矩阵；将归一化数组x'(i)与重构矩阵C进行“按位异或”运算，得到混沌映射置乱后的加密矩阵D，其大小为1×N2。
对所述混沌映射置乱后的加密矩阵进行重新排列，将重新排列后的矩阵作为分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。将1×N2的加密矩阵D重新排列成大小为N×N的矩阵E，该矩阵E即为待加密图像的二维矩阵A经过分块交换和混沌映射混合加密后的图像。
所述图像加密处理方法还包括：
获取置乱参数；所述置乱参数包括图像块数量、所述控制因子、猫脸变换参数、所述第一混沌映射参数和所述第二混沌映射参数；猫脸变换参数可以具体包括a和b，具体在后续Arnold分块变换操作中详细说明。其他参数可参照上述说明，不再赘述。
将所述置乱参数作为明文，并对所述明文进行公钥加密，得到密文。将各项置乱参数(l,β,a,b,X(0),α,Y(0),μ)＝P作为明文，可以用RSA加密算法对明文进行公钥加密，得到密文R。
在所述对所述明文进行公钥加密，得到密文的步骤之后，所述图像加密处理方法还包括：
利用私钥对所述密文进行解密，得到所述置乱参数；用私钥对密文R进行解密，获取各项置乱参数P。
利用所述置乱参数P对所述加密图像E进行还原处理，得到原始的待加密图像。
对上述Sine混沌映射补充说明如下：
Sine混沌映射是一种一维的混沌映射算法，其公式如下：
X(t+1)＝αsin[πX(t)]， t＝0,1,2,...,n (1)
其中，X(t)为映射变量；α为系统参数。
对Arnold分块变换补充说明如下：
假设待加密灰度图像为N×N大小的二维矩阵A，二维图像的Arnold变换公式如下：
Figure BDA0004137975560000081
其中，x和y表示变换之前某个像素在大小为N×N的灰度图像中的位置；N是矩阵的大小；x'和y'表示经过变换之后的像素位置；a和b为控制参数。
Arnold分块变换逆变换公式为：
Figure BDA0004137975560000082
由于Arnold变换的周期性，假设其周期为T，经过k次置乱后的图像再变换(T-k)次后会复原成原图，而且周期T和图像矩阵的大小N正相关。为解决上述问题，本发明采取了分块变换的策略，将原图像分成l块，针对每个子块分别进行Arnold变换，由于每个子块的置乱次数分别为k1,k2,...,kl，其大小不尽相同，有效避免了加密图像被轻易复原的风险。
对Logistic混沌映射补充说明如下：
Logistic映射是一种一维的混沌映射算法，其公式如下：
Y(t+1)＝μY(t)[1-Y(t)]， t＝0,1,2,...,n， μ∈(0,4) (4)
其中，Y(t)为映射变量；μ为系统参数。当满足0＜Y(0)＜1和3.5699456＜μ＜4时，Logistic函数处于混沌状态，即生成不可预测的、无序的数字序列。对于给定初值的Y(0)，迭代N×N次后生成Y(1),Y(2),...,Y(N2)一组无序序列。
数组x(i)归一化操作具体公式如下：
x'(i)＝mod(256×x(i), 256)， (i＝1,2,...,N2) (5)
“按位异或”运算的操作具体公式如下：
D(i)＝bitxor(x'(i)，C(i))， (i＝1,2,...,N2) (6)
其中，函数bitxor功能为：将x'(i)与C(i)进行“按位异或”运算，返回值为D(i)。同时，由异或特性可知，对某一值连续两次使用同一异或将恢复到原值。C(i)为上述矩阵C中的矩阵元素。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，首先在传统分块变换的基础上引入哈希散列值与Sine混沌映射，提出了无序分块变换方法。然后，将无序分块变换方法与Logistic混沌映射相结合，对图像进行置乱加密，旨在通过将无序分块变换和混沌映射对图像进行多次置乱，有效避免图像经过多次变换而复原成原图像的缺陷。最后，为避免置乱参数的泄露引起的图像安全风险，对无序分块变换和Logistic混沌映射各项参数进行RSA加密，有效提高了加密图像的安全性。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像，保证了加密图像的安全性。
进一步地，所述根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，包括：
对各个片段进行数据转换，得到十进制数；可参照上述实施例说明，不再赘述。
根据所述图像大小对各十进制数分别进行取余计算，得到第一混沌序列的混沌数。可参照上述实施例说明，不再赘述。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，能够快速和方便的确定第一混沌序列的混沌数。
进一步地，所述根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，包括：
对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，将各整数值分别确定为与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数。可参照上述实施例说明，不再赘述。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，能够快速和方便的确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数。
进一步地，所述根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像，包括：
对所述分块变换置乱后的加密矩阵进行重构，得到重构矩阵；将所述第二混沌序列各元素放入数组中，并对数组中各元素进行归一化处理，得到归一化数组；可参照上述实施例说明，不再赘述。
对归一化数组和到重构矩阵进行按位异或运算，得到混沌映射置乱后的加密矩阵；可参照上述实施例说明，不再赘述。
对所述混沌映射置乱后的加密矩阵进行重新排列，将重新排列后的矩阵作为分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。可参照上述实施例说明，不再赘述。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，进一步保证了加密图像的安全性。
进一步地，所述对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，包括：
根据控制因子确定取余函数的参数，根据确定参数后的取余函数计算得到与各混沌数分别对应的整数值。可参照上述实施例说明，不再赘述。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，进一步能够快速和方便的确定第一混沌序列的混沌数。
进一步地，所述图像加密处理方法还包括：
获取置乱参数；所述置乱参数包括图像块数量、所述控制因子、猫脸变换参数、所述第一混沌映射参数和所述第二混沌映射参数；可参照上述实施例说明，不再赘述。
将所述置乱参数作为明文，并对所述明文进行公钥加密，得到密文。可参照上述实施例说明，不再赘述。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，进一步保证了加密图像的安全性。
进一步地，在所述对所述明文进行公钥加密，得到密文的步骤之后，所述图像加密处理方法还包括：
利用私钥对所述密文进行解密，得到所述置乱参数；可参照上述实施例说明，不再赘述。
利用所述置乱参数对所述加密图像进行还原处理，得到原始的待加密图像。可参照上述实施例说明，不再赘述。
本发明实施例提供的图像加密处理方法，能够实现图像还原，得到原始的待加密图像。
需要说明的是，本发明实施例提供的图像加密处理方法可用于金融领域，也可用于除金融领域之外的任意技术领域，本发明实施例对图像加密处理方法的应用领域不做限定。
图3是本发明一实施例提供的图像加密处理装置的结构示意图，如图3所示，本发明实施例提供的图像加密处理装置，包括生成单元301、变换单元302和加密单元303，其中：
生成单元301用于对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；变换单元302用于计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；加密单元303用于根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
具体的，装置中的生成单元301用于对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；变换单元302用于计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；加密单元303用于根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
本发明实施例提供的图像加密处理装置，对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像，保证了加密图像的安全性。
进一步地，所述变换单元302具体用于：
对各个片段进行数据转换，得到十进制数；
根据所述图像大小对各十进制数分别进行取余计算，得到第一混沌序列的混沌数。
本发明实施例提供的图像加密处理装置，能够快速和方便的确定第一混沌序列的混沌数。
进一步地，所述变换单元302具体用于：
对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，将各整数值分别确定为与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数。
本发明实施例提供的图像加密处理装置，能够快速和方便的确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数。
进一步地，所述加密单元303具体用于：
对所述分块变换置乱后的加密矩阵进行重构，得到重构矩阵；将所述第二混沌序列各元素放入数组中，并对数组中各元素进行归一化处理，得到归一化数组；
对归一化数组和到重构矩阵进行按位异或运算，得到混沌映射置乱后的加密矩阵；
对所述混沌映射置乱后的加密矩阵进行重新排列，将重新排列后的矩阵作为分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
本发明实施例提供的图像加密处理装置，进一步保证了加密图像的安全性。
进一步地，所述变换单元302还具体用于：
根据控制因子确定取余函数的参数，根据确定参数后的取余函数计算得到与各混沌数分别对应的整数值。
本发明实施例提供的图像加密处理装置，进一步能够快速和方便的确定第一混沌序列的混沌数。
进一步地，所述图像加密处理装置还用于：
获取置乱参数；所述置乱参数包括图像块数量、所述控制因子、猫脸变换参数、所述第一混沌映射参数和所述第二混沌映射参数；
将所述置乱参数作为明文，并对所述明文进行公钥加密，得到密文。
本发明实施例提供的图像加密处理装置，进一步保证了加密图像的安全性。
进一步地，在所述对所述明文进行公钥加密，得到密文的步骤之后，所述图像加密处理装置还用于：
利用私钥对所述密文进行解密，得到所述置乱参数；
利用所述置乱参数对所述加密图像进行还原处理，得到原始的待加密图像。
本发明实施例提供的图像加密处理装置，能够实现图像还原，得到原始的待加密图像。
本发明实施例提供图像加密处理装置的实施例具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。
图4为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图，如图4所示，所述电子设备包括：处理器(processor)401、存储器(memory)402和总线403；
其中，所述处理器401、存储器402通过总线403完成相互间的通信；
所述处理器401用于调用所述存储器402中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像加密处理方法，其特征在于，包括：
对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
2.根据权利要求1所述的图像加密处理方法，其特征在于，所述根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，包括：
对各个片段进行数据转换，得到十进制数；
根据所述图像大小对各十进制数分别进行取余计算，得到第一混沌序列的混沌数。
3.根据权利要求1所述的图像加密处理方法，其特征在于，所述根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，包括：
对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，将各整数值分别确定为与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数。
4.根据权利要求1所述的图像加密处理方法，其特征在于，所述根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像，包括：
对所述分块变换置乱后的加密矩阵进行重构，得到重构矩阵；将所述第二混沌序列各元素放入数组中，并对数组中各元素进行归一化处理，得到归一化数组；
对归一化数组和到重构矩阵进行按位异或运算，得到混沌映射置乱后的加密矩阵；
对所述混沌映射置乱后的加密矩阵进行重新排列，将重新排列后的矩阵作为分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
5.根据权利要求3所述的图像加密处理方法，其特征在于，所述对各混沌数分别进行取整，得到与各混沌数分别对应的整数值，包括：
根据控制因子确定取余函数的参数，根据确定参数后的取余函数计算得到与各混沌数分别对应的整数值。
6.根据权利要求5所述的图像加密处理方法，其特征在于，所述图像加密处理方法还包括：
获取置乱参数；所述置乱参数包括图像块数量、所述控制因子、猫脸变换参数、所述第一混沌映射参数和所述第二混沌映射参数；
将所述置乱参数作为明文，并对所述明文进行公钥加密，得到密文。
7.根据权利要求6所述的图像加密处理方法，其特征在于，在所述对所述明文进行公钥加密，得到密文的步骤之后，所述图像加密处理方法还包括：
利用私钥对所述密文进行解密，得到所述置乱参数；
利用所述置乱参数对所述加密图像进行还原处理，得到原始的待加密图像。
8.一种图像加密处理装置，其特征在于，包括：
生成单元，用于对待加密图像进行切分，得到各图像块，根据所述待加密图像的图像大小确定第一混沌映射形式的迭代次数，并根据第一混沌映射参数和所述迭代次数生成第一混沌序列；
变换单元，用于计算所述待加密图像的散列值，并对所述散列值进行等分，得到与图像块数量相等的片段，根据各个片段和所述图像大小确定所述第一混沌序列的混沌数，根据各混沌数确定与各图像块分别对应的猫脸变换的变换次数，根据各变换次数分别对各图像块进行猫脸变换，得到分块变换置乱后的加密矩阵；
加密单元，用于根据第二混沌映射形式的第二混沌映射参数和所述迭代次数生成第二混沌序列，根据所述第二混沌序列和所述分块变换置乱后的加密矩阵，得到分块交换和混沌映射混合加密后的加密图像。
9.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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