[發明專利]一種動態概率和空頻域復合的圖像選擇性加密和解密方法

有效

• 申請號: 201610102071.1
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105761198B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 邵利平;唐子龍
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種動態概率和空頻域復合的圖像選擇性加密方法，其特征在于包括以下步驟：

第1步：記待加密圖像為A＝(a_i,j)_m×n且a_i,j∈{0,1,…,255},i＝0,1,…,m-1,j＝0,1,…,n-1，設置加密次數t,t＞0，初始迭代控制參數k＝1，選定初始參數μ₀∈[3.57,4]以及設定加密判斷閾值δ,δ＞0，記A的MD5值和SHA-1值分別為16進制數序列S_MD5＝<m₀,m₁,…,m₃₁>和S_SHA-1＝<s₀,s₁,…,s₃₉>，將S_MD5和S_SHA-1串聯為16進制數序列S_ms＝S_MD5||S_SHA-1＝<sm_i>₇₂,i＝0,1,…,71并初始化加密事件下標索引序列S_id為S_id＝<0,1,…,5>，其中“||”為比特位串串聯操作符；

第2步：將S_ms映射為16進制序列S_h＝<h₀,h₁,…,h₃₉>；

第3步：將S_h均分成四部分，然后將轉換為(0,1)范圍內的10進制小數G_i,i＝0,1,…,3；

第4步：將G₃作為參數α，把G₀,G₁,G₂映射為(0,1)范圍內的10進制小數G′₀,G′₁,G′₂，將G′₀,G′₁,G′₂作為密鑰參數X_init,Y_init,x_init，即X_init＝G′₀,Y_init＝G′₁,x_init＝G′₂；

第5步：將初始參數μ₀作為系統參數，密鑰參數x_init作為初始值產生5個(0,1)范圍內的隨機數作為序列S_p＝<p₀,p₁,p₂,p₃,p₄>，由S_p構造(0,1)范圍內的區間劃分序列S′_p＝<p′₀,p′₁,p′₂,p′₃,p′₄>，從而得到概率區間[0,p′₀),[p′₀,p′₁),[p′₁,p′₂),[p′₂,p′₃),[p′₃,p′₄),[p′₄,1]；

第6步：將密鑰參數Y_init,μ₀映射為μ₁∈[3.57,4]，由X_init和μ₁分別作為初始值和系統參數迭代產生(0,1)范圍內的中間密鑰參數Z_init；

第7步：將X_init,Y_init,Z_init作為初始值，迭代1次產生3個實值隨機數依次作為參數X₀,Y₀,Z₀；

第8步：將X₀,Y₀映射為待加密圖像A＝(a_i,j)_m×n上的隨機點(r₀,v₀)；

第9步：將(r₀,v₀)作為起點，從待加密圖像A＝(a_i,j)_m×n篩選出M_in＝(m_u,w)_4×4，計算M_in的映射值Map(M_in)，若Map(M_in)≥δ則執行第10步，反之將x_init作為概率判斷值P，將X₀,Y₀,Z₀的映射值作為變換參數v，根據P所落入的概率區間和S_id，執行對應的空域和頻域置換加密操作，然后對加密后的矩陣小塊M_out計算映射值Map(M_out)；若Map(M_out)<δ，則將M_out中的像素依次作為待加密圖像A＝(a_i,j)_m×n對應位置的像素，反之將M_in中像素直接作為待加密圖像A＝(a_i,j)_m×n對應位置像素；

第10步：利用X₀,Y₀,Z₀對S_id進行重排更新；

第11步：利用X₀,Y₀,Z₀對初始參數μ₀和S_ms＝<sm_i>₇₂中的元素進行更新操作；

第12步：若k≤t時，更新k＝k+1，反復執行第2步～第11步；

第13步：將A＝(a_i,j)_m×n輸出作為加密圖像。