[發明專利]基于混沌和塊旋轉的多圖像置亂方法

有效

• 申請號: 202110386457.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112968762B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 張曉強;廖菁菁
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;G06T3/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于混沌和塊旋轉的多圖像置亂方法，屬于信息加密領域。目前，批量圖像的網絡傳輸和存儲變得日益頻繁。為保護多圖像內容的網絡傳輸和存儲安全，本發明定義了立方塊自轉和立方塊公轉的概念，設計了一種基于混沌和塊旋轉的多圖像置亂方法。首先，將k幅原始圖像組合成一個圖像立方體，并進行分塊操作，構成一個立方塊集；其次，對立方塊集中的立方塊進行立方塊自轉和立方塊公轉；再次，利用混沌對立方塊集進行置亂；最后，對置亂后的立方塊集進行組合，產生k幅置亂圖像。實驗結果表明：該方法可同時加密多幅交互圖像，加密效果良好，安全性強且高效。

技術領域

本方法涉及一種信息加密技術，特別是涉及一種圖像加密方法。

背景技術

大數據時代，在日常生活、商業貿易和國防軍事等諸多領域，每天都有海量的圖像信息通過互聯網傳播，此過程中存在信息泄露的風險。基于此，研究者們已提出多種圖像加密方法。目前這些方法中存在加密容量有限、加密效率低或安全性弱等問題。

圖像加密常用的手段包括置亂和擴散，置亂是指打亂像素在圖像中的位置，擴散是指改變圖像中的像素值。

為提高多圖像加密的安全性和效率，定義了立方塊自轉和立方塊公轉的概念并結合混沌系統和立體置亂等技術，設計了一種基于混沌和塊旋轉的多圖像置亂方法。該方法充分利用多圖像數據的三維特征，以及混沌良好的隨機性和復雜性，有效地保護了多圖像內容網絡傳輸和存儲的安全。

發明內容

本發明的目的：為解決現有圖像加密容量有限、加密效率低或安全性弱等問題，提出了一種基于混沌和塊旋轉的多圖像置亂方法。

基于混沌和塊旋轉的多圖像置亂方法，其特征在于，圖像加密包括如下步驟：

步驟1：圖像立體化：令k幅大小均為m×n的原始圖像為I¹, I², …, I^k，按照特定的順序將它們組合成一個大小為m×n×k的圖像立方體C；

步驟2：圖像立方體分塊：將C分割成大小均為q×q×q的立方塊，可得一個由s個元素構成的立方塊集合B¹={b_i¹}，s=(m×n×k)/(q×q×q)，b_i¹為任一立方塊；若q無法整除m,n,和k，則用像素填補法對C進行擴充，使其符合被q整除；