[發明專利]一種基于全排列變換的加密圖像數據隱藏方法

在審

• 申請號: 202210605832.0
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114998084A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 池衡曉;張靖群;張真誠;許益綜
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學上虞科學與工程研究院有限公司
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種基于全排列變換的加密圖像數據隱藏方法，其特征在于，步驟如下：

S1：將大小為M×N的原始圖像O使用流密碼加密方式加密為大小為M×N的加密圖像E；

S2：把加密圖像E分割成p×q大小的不重疊的像素塊，每個像素塊作為一個加密塊，其中EB_θ表示第θ個加密塊；

S3：針對加密圖像E中的所有加密塊EB_θ，按照從左到右、從上到下的像素塊掃描順序，分別對每個像素塊執行S31～S32以嵌入秘密信息；

S31：把加密塊EB_θ分割成n個大小相同的子塊，對這n個子塊進行不重復的全排列操作，將所有排列組成排列列表；從排列列表中找到當前加密塊EB_θ的排列，并從當前排列開始，順著列表中的排列進行循環編號；

S32：遍歷每一個加密塊EB_θ，若加密塊EB_θ生成的排列列表中有W項，通過在排列列表中基于秘密數據查找對應的排列并利用查找到的排列替換當前加密塊排列，從而在該加密塊中嵌入位的秘密數據；

S4：遍歷完圖像E中的每個像素塊EB_θ后，將藏有秘密數據的加密圖像E′發送給接收端。

2.根據權利要求1所述的基于全排列變換的加密圖像數據隱藏方法，其特征在于，所述S1中，使用大小為M×N的偽隨機矩陣作為進行圖像加密所需的加密密鑰K_E，其中偽隨機矩陣中每個值的范圍為0到255；然后，將大小為M×N的原始圖像O的每個像素O(i,j)的8位二進制數和對應的加密密鑰的8位二進制數，根據以下公式進行按位異或(XOR)操作得到加密后的二進制數，：

其中(i,j)表示對應圖像中的坐標，i和j的范圍分別為[1,M]和[1,N]，表示異或操作；上標x表示二進制的位，x＝1,2,…,8；

最后將每個像素加密后的二進制數轉化為十進制數，得到加密圖像E中對應位置加密后的像素。

3.根據權利要求2所述的基于全排列變換的加密圖像數據隱藏方法，其特征在于，所述S2中，將加密圖像E分割成4×4、8×8、16×16或32×32大小的不重疊的像素塊。

4.根據權利要求3所述的基于全排列變換的加密圖像數據隱藏方法，其特征在于，所述S31中，把加密塊EB_θ分割成n個大小相同的子塊，列出這n個子塊的所有隨機排列，并刪除相同的排列，每一組保留的排列中n個子塊組成與原加密塊相同大小的塊；然后，按照從上到下、從左到右的順序，提取每個排列的像素值，從而使每個排列形成一個p×q維數組，然后根據這些p×q數組對所有排列進行從小到大的排序，形成排列列表；從排列列表中找到當前加密塊EB_θ的排列，并將該排列的索引設置為0，其他排列順著當前加密塊的排列順次循環編號。

5.根據權利要求4所述的基于全排列變換的加密圖像數據隱藏方法，其特征在于，所述S32中，對于任一加密塊EB_θ，嵌入位秘密數據的具體操作是：取出要嵌入塊中的k位秘密數據，將其轉換為十進制D，在排列列表中找到索引編號為D的排列，用它替換加密圖像E中的當前加密塊EB_θ，完成秘密數據的嵌入。

6.根據權利要求5所述的基于全排列變換的加密圖像數據隱藏方法，其特征在于，所述S4中，將藏有秘密數據的加密圖像E′發送給接收端。