[發明專利]一種新的三維映射圖像加密方法

有效

• 申請號: 201710156880.5
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN108629724B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 黃峰;雷芳芳
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06T3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種新的三維映射圖像加密方法，屬于信息安全領域。該方法利用圖像折疊拉伸思想，將方圖的列像素插入到對應行的相鄰像素之間，形成一個像素行。接著采用不同折疊方法得到8個二維映射。再根據像素值將圖像分為8層。采用這8個二維映射分別對每一層進行像素置亂操作，形成8個三維映射。加密時將映射組合設計為密鑰。加密同時改變像素值和位置。本發明采用多種映射組合同時加密的方式，密鑰空間較大。另外利用二維映射分別對分層后的圖像每一層進行置亂，同時改變了像素位置和像素值，增強了加密的安全性。本發明可應用在網絡圖像加密場合。

技術領域

本發明涉及一種新的三維映射圖像加密方法，屬于信息安全領域。

背景技術

隨著網絡尤其是無線網絡的不斷發展，圖像應用越來越廣泛。但同時對圖像的惡意攻擊，甚至造成信息泄密的事情也越來越多。如何保障圖像安全，防止隱私被泄密、擴散，已經成為很多人關心的重要問題。

加密技術是信息安全的基礎。基于文本加密的 DES、AES、RSA 等加密技術，在國民經濟、社會生活、國防軍事等領域發揮了重要作用。但和文本信息不同，圖像數據量大，像素間相關性強。比如圖像有顏色、紋理、形狀。圖中的邊緣、角、區域、脊包含圖像的諸多特征。傳統加密算法大多是均勻、不擴散的，加密圖像時會出現不該加密或加密需求不大的區域被重重加密，而應該重點保護的區域，則忽視了特征，加密程度不夠等問題。

采用低維映射加密圖像是一種很流行的加密方法。但大多數這種方法的只是改變圖像中像素的位置，并沒有同時改變像素值。因此，不能抵御明文攻擊。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種新的三維映射圖像加密方法。利用將圖像折疊拉伸的思想，將圖像每一列的像素插入到對應的行相鄰像素之間，形成一條由像素組成的直線。接著，采用不同的折疊方法，得到8個不同的二維映射。然后根據圖像像素值，將圖像分為8個二維圖像層。采用這8個二維映射對每一圖像層分別進行像素置亂操作，形成8個三維映射。將映射次數組合為加密密鑰。映射后將各層再層疊起來，就得到像素值和像素位置同時改變的密文圖像。

利用圖像折疊和拉伸及圖像分層的思想，設計8個不同的三維映射來加密圖像。

當i=0, ..., N-1, j=0, ..., N-1，k=0,...,N²-1，A(i, j)表示原始圖像，B(i,j)表示加密圖像，L(k)表示像素行，n=0,...,7代表層數時：

映射1拉伸公式：當i≥j時，，

當i≤j時。

映射1折疊公式：。

映射2拉伸公式：當i≥j時，，

當i≤j時。

映射2折疊公式：。

映射3拉伸公式：當i≥j時，，

當i≤j時。

映射3折疊公式：。