[發明專利]一種基于蒙哥馬利-RSA算法的圖像加密方法

有效

• 申請號: 201910764980.5
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110690968B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 劉珊珊;蔣文武
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04L9/30
• 分類號: H04L9/30;H04L9/08;H04N1/32;H04N1/56
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 杜鵬飛

本發明公開了一種基于蒙哥馬利?RSA算法的圖像加密方法，包括下述步驟：S1，輸入圖像；S2：從圖像中提取RGB像素，為每個圖像創建單獨的矩陣；S3：每個圖像都分成多個圖像塊，并生成一個映射表，記錄每個塊的大小和位置；S4：利用蒙哥馬利?RSA算法對每個圖像塊和映射表進行加密和解密操作；S5，輸出圖像；本發明通過對圖像按RGB色帶分塊加密，從而使保密圖像的傳輸具有較高的保密性；同時經過蒙哥馬利改進的RSA算法能夠有效地提升圖像數據傳輸的速度。

技術領域

本發明涉及信息安全技術領域，具體涉及一種基于蒙哥馬利-RSA算法的圖像加密方法。

背景技術

目前，在日益開放的網絡環境下，人們主要利用互聯網來傳輸數字圖像，互聯網給人們帶來便捷的同時，也帶來了信息安全問題，這使得數字圖像在不可靠的通信信道上傳輸時必須具有較高的安全性。

歷史悠久的密碼學加密技術廣泛應用于數據安全的保護。圖像加密的目的在于隱藏圖像的真實信息，從而使圖像竊取方無法獲取原始圖像，而接收方通過預先約定的解密方法，可以便捷地獲取加密信息。信息加密技術可以在有惡意對手的存在下提供安全的通信，從而確保信息的機密性、完整性和可用性。

加密算法是密碼技術的核心，主要分為對稱加密算法和非對稱加密算法：對稱加密算法最大的特點是加密解密使用相同的秘鑰，常用的有AES、DES等算法；對稱加密算法的計算量小，加密速度快，但是收發雙方都必須保管好秘鑰，秘鑰過多會給秘鑰的管理帶來一定負擔，不夠安全；非對稱加密算法中最常見的是RSA算法，非對稱性主要表現在加密解密時使用不同的秘鑰，分為公鑰和私鑰，公鑰用于加密數據，私鑰用于解開加密的數據，加密和解密的速度慢，只適合對少量數據進行加密解密，安全性雖高于對稱加密算法，但仍有提高的空間。

大數據時代，數據呈爆炸式增長，高品質的數字圖像的體積較大，因此需要一種快速安全圖像加密方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于蒙哥馬利-RSA算法的圖像加密方法，該方法能夠提高圖像從發送方傳輸到目標接收方時的機密性，能對大批量數字圖像數據進行更加安全的傳輸。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種基于蒙哥馬利-RSA算法的圖像加密方法，包括下述步驟：

S1，輸入圖像；

S2：從圖像中提取RGB像素，為每個圖像創建單獨的矩陣；

S3：每個圖像都分成多個圖像塊，并生成一個映射表，記錄每個塊的大小和位置；

S4：利用蒙哥馬利-RSA算法對每個圖像塊和映射表進行加密和解密操作；

S4.1，秘鑰的產生，假定用戶A發送圖像m給用戶B，用戶B產生兩個大素數p和q，用戶B計算n＝p*q，Y(n)＝(p-1)(q-1)，選擇隨機數e，使其滿足(e,Y(n))＝1，n和e為公鑰，A可通過公開渠道查到；

S4.2，對圖像m進行加密變換m^dmodn＝c；

S4.3，按照映射表對圖像m進行加密；

S4.4，用戶B收到密文c之后，c^dmodn＝m得到圖像m，其中私鑰d滿足d*e mod Y(n)＝1；

S4.5，按照映射表對圖像m進行解密；

S4.6，根據映射表將圖像塊進行組合，還原圖像；

S5，輸出圖像。

優選地，所述S4.2在計算過程中，使用蒙哥馬利算法來簡化計算，處理過程如下：

S4.2.1，令c＝1；