移動平臺圖像加密方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像加密技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種圖像加密方法，尤其設(shè)及一種移動平臺 圖像加密方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年，W智能手機為代表的移動終端發(fā)展迅猛。隨著其制造成本的不斷下降和 功能的不斷更新，普及率也不斷上升，多數(shù)人都擁有智能手機等至少一臺移動設(shè)備。隨著人 們生活節(jié)奏的加快，得益于移動設(shè)備的便攜性等優(yōu)點，越來越多的人使用智能手機等移動 設(shè)備的時間開始多于傳統(tǒng)計算機(如臺式機、筆機本電腦等）。但是與此不同步的是人們在 移動設(shè)備上的安全意識卻沒有多于傳統(tǒng)計算機，傳統(tǒng)計算機的信息安全技術(shù)經(jīng)過幾十年的 發(fā)展已經(jīng)日趨成熟，但其受限于移動平臺的硬件架框和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，因此照搬傳統(tǒng)安全保護 技術(shù)并不適用。當(dāng)前，由智能手機等移動設(shè)備引發(fā)的圖像信息安全問題屢見不鮮，保護移動 平臺的信息特別是圖像信息安全迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種移動平臺圖像加密方法，可有效提高圖 像信息的安全性。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種移動平臺圖像加密方法，首先將待加密圖像矩陣I分成若干個小的矩陣塊;再 利用圖像置亂與灰度變換處理每一個小的分塊;然后把每個分塊內(nèi)的像素值發(fā)散到其他分 塊內(nèi)；最后將所有分塊合成加密后的圖片;所述圖像加密方法具體包括如下步驟：
[0006] 步驟S1、預(yù)處理步驟；
[0007] 對于原始圖片I，其像素矩陣大小為MXN，擴充像素矩陣使其大小變XN/，使得 其中1/、滬為完全平方數(shù)，不妨設(shè)λ/??^二《，二Μ ;將1/ X滬的像素矩陣按順序分 成mXn個大小為mXn的分塊；用二維數(shù)組A[i][j]來表示第（i，j)個分塊；用二維數(shù)組 BA[i]山[X] [y]來表示分塊A[i] [ j]中的像素值，其中0 y < m-1，0 y < n-1，0 < X < m-1，0 < y < n-1;為了增加安全性，先將Logistic混濁系統(tǒng)和tent混濁系統(tǒng)分別迭代keyl、key2次； [000引 Logistic系統(tǒng)和tent系統(tǒng)是最常用的混濁系統(tǒng);Logistic映射源自于對人口統(tǒng)計 的動力學(xué)系統(tǒng)，是一個典型非線性混濁方程;它具有遍歷性、非周期性、長期不可預(yù)測性W 及非收斂性等良好的混濁性質(zhì)，其映射定義為：
[0009] Xn+l = a*Xn*( 1-Χη) 0 <Χη< 1 , Π = 0,1,2 , ... (1)
[0010]其中，當(dāng)系數(shù)3.596如含4時，系統(tǒng)進入混濁狀態(tài)；
[0011] tent系統(tǒng)是一種分段線性的一維映射，具有均勻的概率密度與功率譜密度，W及 較理想的自相關(guān)性;tent映射定義為：
[0012]
(2)
[oou]其中，當(dāng)〇<b。時，系統(tǒng)處于混濁狀態(tài)；
[0014] 迭代次數(shù)keyl、key2作為加密密鑰；其中Logistic的初值作為密鑰key3,參數(shù)a作 為密鑰key4;其中tent系統(tǒng)的初值作為密鑰k巧5;參數(shù)b作為密鑰key6;
[0015] 步驟S2、分塊內(nèi)的處理步驟；
[0016] 利用Logistic混濁系統(tǒng)構(gòu)造序列T[mXn]，使得0 ^[i]如Xn -1，其中0 y <m Xn-1，并且有T[i]辛T[j]，當(dāng)i辛j時；對每個分塊內(nèi)像素值的處理方法如下，對于分塊A
[i][j];具體包括：
[0017] 步驟S21、構(gòu)造置換數(shù)組步驟；
[001引利用tent混濁系統(tǒng)產(chǎn)生一個隨機數(shù)temp;將temp分別與每一個Tb] (r = 0,1，2， 3，···ηιΧη -1)相加，再對mXn取余，得到新的序列T[mXn];公式表述：
[0019] Τ'[r] = (temp~i~T[;r])mod(mXn) (3)
[0020] 步驟S22、按照序列r[mXn]的順序，置換分塊內(nèi)的像素值;如對于BA[i]u][x][y]， 首先計算置換位置，設(shè)
[00別]ki = T[x Xn+y]/(mXn) ,k2 = T[x Xn+y] % (m+n) (4)
[002^ 貝ijB' [Ai]山[ki]比2] =BA[i]山[x][y]，其中0 含 X 如一1，0 含 ^ n-1;
[0023] 步驟S23、異或操作;對于分塊內(nèi)的每一個像素值β/A山山[x][y]，利用tent混濁系 統(tǒng)產(chǎn)生一個偽隨機數(shù)e，再將像素值β/Α[ι]υ] [X] [y]與e異或；即：
[0024] B'a山山[x][y]=B'A山山[x][yMe (5)
[00巧]步驟S24、按照步驟S21至步驟S23,依次處理每一個分塊；
[00%]步驟S3、分塊間的處理步驟；
[0027]將每個分塊內(nèi)的像素值發(fā)散到其他分塊內(nèi)；將第（i，j)個分塊像素值B/A山山[X] [y]]發(fā)散到第(i，j)個分塊中的（i，j)位置;即：
[0028] B"A'w[y][i][j]=B'A山山[x][y] (6)
[0029] 步驟S4、將步驟S3處置之后的分塊按列序優(yōu)先從小到大的順序排列，得到加密后 的圖像;
[0030] 步驟S5、解密步驟；
[0031 ] 利用加密時密鑰4671、4巧2、4673、4巧4、46巧、4巧6的值，按照加密的逆過程解密， 如果存在多余數(shù)據(jù)，去掉添加的多余數(shù)據(jù)，即可得到解密后的圖像。
[0032] 一種移動平臺圖像加密方法，所述圖像加密方法包括：
[0033] 首先將待加密圖像矩陣I分成若干個小的矩陣塊;再利用圖像置亂與灰度變換處 理每一個小的分塊;然后把每個分塊內(nèi)的像素值發(fā)散到其他分塊內(nèi)；最后將所有分塊合成 加密后的圖片。
[0034] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述圖像加密方法還包括:步驟S1、預(yù)處理步驟；
[0035] 對于原始圖片I，其像素矩陣大小為MXN，擴充像素矩陣使其大小變XN^，使得 其中Μ/、滬為完全平方數(shù)，不妨設(shè)二W，λ/另戸=W :將Μ/ XN/的像素矩陣按順序分 成mXn個大小為mXn的分塊；用二維數(shù)組A[i][j]來表示第（i，j)個分塊；用二維數(shù)組 BA[i]山[x][y]來表示分塊A[i][ j]中的像素值，其中ο y <m-l，0 y < n-l，0 < X < m-1，0 < y < n-1 〇
[0036] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，為了增加安全性，先將Logistic混濁系統(tǒng)和tent混 濁系統(tǒng)分別迭代keyl、k巧2次；
[0037] Logistic系統(tǒng)和tent系統(tǒng)是最常用的混濁系統(tǒng);Logistic映射源自于對人口統(tǒng)計 的動力學(xué)系統(tǒng)，是一個典型非線性混濁方程;它具有遍歷性、非周期性、長期不可預(yù)測性W 及非收斂性等良好的混濁性質(zhì)，其映射定義為：
[003引 Xn+l = a*Xn*(l-Xn) 0 <Xn< 1 , Π = 0,1,2 , ... (1)
[0039] 其中，當(dāng)系數(shù)3.596如含4時，系統(tǒng)進入混濁狀態(tài)；
[0040] tent系統(tǒng)是一種分段線性的一維映射，具有均勻的概率密度與功率譜密度，W及 較理想的自相關(guān)性;tent映射定義為：
[0041 ]
(2)
[0042] 其中，當(dāng)0<b。時，系統(tǒng)處于混濁狀態(tài)；
[0043] 迭代次數(shù)keyl、key2作為加密密鑰；其中Logistic的初值作為密鑰key3,參數(shù)a作 為密鑰key4;其中tent系統(tǒng)的初值作為密鑰k巧5;參數(shù)b作為密鑰key6。
[0044] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述圖像加密方法還包括:步驟S2、分塊內(nèi)的處理步 驟；
[0045] 利用Logistic混濁系統(tǒng)構(gòu)造序列T[mXn]，使得0 ^[i]如Xn -1，其中0 y <m Xn-1，并且有T[i]辛T[j]，當(dāng)i辛j時；對每個分塊內(nèi)像素值的處理方法如下，對于分塊A [i][j];具體包括：
[0046] 步驟S21、構(gòu)造置換數(shù)組步驟；
[0047] 利用tent混濁系統(tǒng)產(chǎn)生一個隨機數(shù)temp;將temp分別與每一個T[r] (r = 0，1，2， 3，···ηιΧη -1)相加，再對mXn取余，得到新的序列T[mXn];公式表述：
[004引 Τ'[r] = (temp~i~T[;r])mod(mXn) (3)
[0049] 步驟S22、按照序列r[mXn]的順序，置換分塊內(nèi)的像素值;如對于BA[i]u][x][y]， 首先計算置換位置，設(shè)
[0050] ki = T[x Xn+y]/(mXn) ,k2 = T[x Xn+y] % (m+n) (4)
[0051 ]貝ijB' [Ai]山[ki]比2] =BA[i]山[x][y]，其中0 < X < m-1，0 < y 如一1;
[0052]步驟S23、異或操作;對于分塊內(nèi)的每一個像素值β/A山山[x][y]，利用tent混濁系 統(tǒng)產(chǎn)生一個偽隨機數(shù)e，再將像素值β/Α[ι]υ] [X] [y]與e異或；即：
[005；3] B'a山山[x][y]=B'A山山[x][yMe (5)
[0化4] 步驟S24、按照步驟S21至步驟S23,依次處理每一個分塊。
[0055] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述圖像加密方法還包括:步驟S3、分塊間的處理步 驟；
[0056] 將每個分塊內(nèi)的像素值發(fā)散到其他分塊內(nèi)；將第（i，j)個分塊像素值B/A山山[X] [y]]發(fā)散到第(i，j)個分塊中的（i，j)位置;即：
[0057] B"A'[x][y][i][j]=B'A山山[x][y] (6)。
[0058] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述圖像加密方法還包括:步驟S4、將步驟S3處置之 后的分塊按列序優(yōu)先從小到大的順序排列，得到加密后的圖像1/。
[0059] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述圖像加密方法還包括:步驟S5、解密步驟；
[0060] 利用加密時密鑰keyl、k巧2、key3、k巧4、k巧5、k巧6的值，按照加密的逆過程解密， 如果存在多余數(shù)據(jù)，去掉添加的多余數(shù)據(jù)，即可得到解密后的圖像。
[0061] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的移動平臺圖像加密方法，結(jié)合灰度變換和 圖像置亂，可有效提高圖像信息的安全性。
【附圖說明】
[0062] 圖1為本發(fā)明移動平臺圖像加密方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0063 ]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0064] 實施例一
[0065] 請參閱圖1，本發(fā)明掲示了一種移動平臺圖像加密方法，首先將待加密圖像矩陣I 分成若干個小的矩陣塊;再利用圖像置亂與灰度變換處理每一個小的分塊;然后把每個分 塊內(nèi)的像素值發(fā)散到其他分塊內(nèi)；最后將所有分塊合成加密后的圖片，加密流程如圖1所 示。本算法在保證加密效果的同時，減少了圖像置亂處理所需要的計算量，使之適合在移動 平臺上加密圖像。
[0066] 【步驟S1】加密方法，包括：
[0067] (1)預(yù)處理步驟；
[0068] 對于原始圖片I，其像素矩陣大小為MXN，擴充（用0填充)像素矩陣使其大小變 X滬，使得其中1/、滬為完全平方數(shù)，不妨設(shè)·/^ = W= ?。將M/ X滬的像素矩陣 按順序分成mXn個大小為mXn的分塊。為了方便起見，用二維數(shù)組A[i][j]來表示第（i，j) 個分塊。用二維數(shù)組Ba山u][x]W來表示分塊A山山中的像素值(其中< n-1，0 < X < m-1，0 < y < n-1)。為了增加安全性，先將Logistic混濁系統(tǒng)和tent混濁系統(tǒng)分 別迭代key 1、key 2次。
[0069] Logistic系統(tǒng)和tent系統(tǒng)是最常用的混濁系統(tǒng)。Logistic映射源自于對人口統(tǒng)計 的動力學(xué)系統(tǒng)，是一個典型非線性混濁方程。它具有遍歷性、非周期性、長期不可預(yù)測性W 及非收斂性等良好的混濁性質(zhì)，其映射定義為（當(dāng)系數(shù)3.596 ^3^4時，系統(tǒng)進入混濁狀 態(tài))：
[0070] Xn+l = a*Xn*(