[發明專利]基于立體置亂模型和分數階傅里葉變換的多圖像加密方法

有效

• 申請號: 202010008577.2
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111127292B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 張曉強;胡楊明
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于立體置亂模型和分數階傅里葉變換（Fractional?Fourier?Transform，FrFT）的多圖像加密方法，屬于信息加密領域。目前，網絡信息交互的數據量日益增多，圖像批量傳送與儲存需求增大。為保護多幅圖像內容網絡傳輸的安全性，本發明提出一種基于立體置亂模型和FrFT的多圖像加密方法。受立體魔方置亂與復原的啟發，將多幅圖像組成一個圖像立方體結構，設計了立體行、列和層置亂模式，建立了一個立體置亂模型。利用該置亂模型對k幅原始圖像進行置亂操作，并對置亂圖像集進行FrFT變換，產生k幅加密圖像。實驗表明：該方法可同時加密多幅交互圖像，加密效果良好，安全性高且高效。

技術領域

本發明涉及一種信息加密技術，特別是涉及一種多圖像加密方法。

背景技術

大數據時代下，在軍事系統、電子政務、金融系統和日常生活等諸多領域，每天都會產生龐大的圖像信息。為保證這些信息內容不被竊取，圖像加密技術在科研界及工業界引起了廣泛的關注。多圖像加密作為一種新的多媒體安全技術，具有高效的特征，逐漸引起研究者的關注，研究者們已提出一些多圖像加密方法。這些方法有的已被破譯，有的安全性弱，有的效率低，有的加密圖像幅數有限等問題，難以令人滿意。

受魔方置亂與復原的啟發，利用多圖像的立體特征和超混沌系統，建立一個立體置亂模型。為提高多圖像加密的安全性和效率，保證圖像的安全高效傳輸，利用該模型和分數階傅里葉變換(Fractional?Fourier?Transform，FrFT)，設計了一種多圖像加密方法。該方法利用了良好的置亂效果，以及FrFT良好的非線性和魯棒性，有效地保護了多幅交互圖像網絡傳輸和存儲的安全性。

發明內容

本發明的目的：針對現有多圖像加密方法存在安全性弱或加密效率低等問題，提出一種基于立體置亂模型和FrFT的多圖像加密方法。

本發明的技術方案：為實現上述發明目的，采用的技術方案為基于立體置亂模型和FrFT的多圖像加密方法，令發送方為Alice，接收方為Bob；Alice的加密步驟詳述如下：

步驟1：圖像立方體構建：令k幅原始圖像分別為I¹₁,I¹₂,…,I¹_k，其大小均為m×n，將它們疊加成k層圖像立方體B¹，大小為m×n×k；

步驟2：混沌序列產生：隨機選取公式(3)所示的五維超混沌系統的初值x₁,x₂,x₃,x₄,x₅，迭代該系統m×n次，可獲得五個混沌序列X₁＝{x¹_i}_mn，X₂＝{x²_i}_mn，X₃＝{x³_i}_mn，X₄＝{x⁴_i}_mn和X₅＝{x⁵_i}_mn；