图像加密方法、计算机设备和计算机可读存储介质技术

本申请涉及一种图像加密方法、计算机设备和计算机可读存储介质，以及一种图像加密装置。其中，该图像加密方法包括：获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列；获取标记矩阵，并根据标记矩阵扰动第一混沌序列和第二混沌序列，得到置乱序列，其中，标记矩阵基于像素在其八邻域内随机游走确定的；根据置乱序列对原始图像的明文序列进行置乱变换；根据第三混沌序列对置乱变换后的明文序列进行扩散变换，得到密文图像。通过本发明专利技术，解决了相关技术中的加密方法对图像加密的效率低的问题，提高了图像加密的效率。

【技术实现步骤摘要】
图像加密方法、计算机设备和计算机可读存储介质
本申请涉及信息安全领域，特别是涉及图像加密方法、图像加密装置、计算机设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
随着数字技术以及计算机网络的快速发展，数字图像成为信息表达和传递的主要方式之一，被越来越多的应用到政治、经济、军事、教育等各领域，人们可以通过网络便捷的传输各种数字信息。然而，由于数字信息极易被复制、篡改、非法传播和蓄意攻击，人们在享受信息传递的快捷便利的同时，也对信息传输的安全性和保密性提出了更高的要求，尤其在政治、经济、军事、个人隐私保护等敏感场合对保密性和安全性的要求更激励了人们对数字信息安全的研究。人们在计算机网络上的交流或者工作中相互传输的数字信息包括：文本、图像、视频、语音等等。为了提高数字信息传输的安全性和保密性，通常要对数字信息的明文进行加密。对于文本、视频或者语音信息，已经有许多成熟的加密方法，然而，图像与文本、视频或者语音信息相比，具有其独特的属性，图像中相邻像素之间具有强相关性和高度冗余性，采用传统的其他对象的加密方法通常面临着加密效率低的问题。目前针对相关技术中的加密方法对图像加密的效率低的问题，尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种图像加密方法、图像加密装置、计算机设备和计算机可读存储介质，以至少解决相关技术中的加密方法对图像加密的效率低的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种图像加密方法，包括：获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列；获取标记矩阵，并根据所述标记矩阵扰动所述第一混沌序列和所述第二混沌序列，得到置乱序列，其中，所述标记矩阵基于像素在其八邻域内随机游走确定的；根据所述置乱序列对原始图像的明文序列进行置乱变换；根据所述第三混沌序列对置乱变换后的所述明文序列进行扩散变换，得到密文图像。在其中一些实施例中，在获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列之前，所述方法还包括：随机选择混沌系统的第一部分初始值以及随机控制参数，并将所述随机控制参数作为随机控制参数密钥；根据所述原始图像的平均像素值和/或全局方差值，计算所述混沌系统的第二部分初始值，并将所述第一部分初始值和所述第二部分初始值作为所述混沌系统的外部密钥；将所述外部密钥和所述随机控制参数密钥对混沌系统中迭代若干次，生成所述第一混沌序列、所述第二混沌序列和所述第三混沌序列。在其中一些实施例中，所述混沌系统包括分段线性混沌映射。在其中一些实施例中，获取标记矩阵包括：获取伪随机序列；根据所述伪随机序列控制所述原始图像中像素在其八邻域内随机游走，生成所述标记矩阵，其中，所述标记矩阵的大小与所述原始图像的大小相同。在其中一些实施例中，根据所述第三混沌序列对置乱变换后的所述明文序列进行扩散变换，得到密文图像包括：对所述第三混沌序列进行归一化处理；将归一化处理后的所述第三混沌序列与置乱变换后的所述明文序列进行升级异或操作，得到所述密文图像。第二方面，本申请实施例提供了一种图像加密装置，包括：获取模块，用于获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列；扰动模块，用于获取标记矩阵，并根据所述标记矩阵扰动所述第一混沌序列和所述第二混沌序列，得到置乱序列，其中，所述标记矩阵基于像素在其八邻域内随机游走确定的；置乱变换模块，用于根据所述置乱序列对原始图像的明文序列进行置乱变换；扩散变换模块，用于根据所述第三混沌序列对置乱变换后的所述明文序列进行扩散变换，得到密文图像。在其中一些实施例中，所述扰动模块包括：获取单元，用于获取伪随机序列；生成单元，用于根据所述伪随机序列控制所述原始图像中像素在其八邻域内随机游走，生成所述标记矩阵，其中，所述标记矩阵的大小与所述原始图像的大小相同。在其中一些实施例中，所述扩散变换模块包括：归一化处理单元，用于对所述第三混沌序列进行归一化处理；升级异或处理单元，用于将归一化处理后的所述第三混沌序列与置乱变换后的所述明文序列进行升级异或处理，得到所述密文图像。第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的图像加密方法。第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的图像加密方法。相比于相关技术，本申请实施例提供的图像加密方法、图像加密装置、计算机设备和计算机可读存储介质，通过获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列；获取标记矩阵，并根据标记矩阵扰动第一混沌序列和第二混沌序列，得到置乱序列，其中，标记矩阵基于像素在其八邻域内随机游走确定的；根据置乱序列对原始图像的明文序列进行置乱变换；根据第三混沌序列对置乱变换后的明文序列进行扩散变换，得到密文图像的方式，解决了相关技术中的加密方法对图像加密的效率低的问题，提高了图像加密的效率。本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例的计算机设备的结构示意图；图2是根据本申请实施例的图像加密方法的流程图；图3是根据本申请优选实施例的图像加密方法的流程图；图4是根据本申请优选实施例的像素邻域游走方向的示意图；图5是Lena原始图像和采用本申请优选实施例的图像加密方法加密得到的Lena密文图像的对比示意图；图6是根据本申请实施例的图像加密装置的结构框图；图7是根据本申请实施例的图像加密装置的优选结构框图一；图8是根据本申请实施例的图像加密装置的优选结构框图二；图9是根据本申请实施例的以livingroom灰度图进行加解密实验的实验结果的示意图；图10是根据本申请实施例的明文图像的直方图的示意图；图11是根据本申请实施例的密文图像的直方图的示意图；图12是根据本申请实施例的图像解密成功和解密失败的对比结果示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像加密方法，其特征在于，包括：/n获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列；/n获取标记矩阵，并根据所述标记矩阵扰动所述第一混沌序列和所述第二混沌序列，得到置乱序列，其中，所述标记矩阵基于像素在其八邻域内随机游走确定的；/n根据所述置乱序列对原始图像的明文序列进行置乱变换；/n根据所述第三混沌序列对置乱变换后的所述明文序列进行扩散变换，得到密文图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像加密方法，其特征在于，包括：
获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列；
获取标记矩阵，并根据所述标记矩阵扰动所述第一混沌序列和所述第二混沌序列，得到置乱序列，其中，所述标记矩阵基于像素在其八邻域内随机游走确定的；
根据所述置乱序列对原始图像的明文序列进行置乱变换；
根据所述第三混沌序列对置乱变换后的所述明文序列进行扩散变换，得到密文图像。


2.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，在获取混沌系统生成的第一混沌序列、第二混沌序列和第三混沌序列之前，所述方法还包括：
随机选择混沌系统的第一部分初始值以及随机控制参数，并将所述随机控制参数作为随机控制参数密钥；
根据所述原始图像的平均像素值和/或全局方差值，计算所述混沌系统的第二部分初始值，并将所述第一部分初始值和所述第二部分初始值作为所述混沌系统的外部密钥；
将所述外部密钥和所述随机控制参数密钥对混沌系统中迭代若干次，生成所述第一混沌序列、所述第二混沌序列和所述第三混沌序列。


3.根据权利要求2所述的图像加密方法，其特征在于，所述混沌系统包括分段线性混沌映射。


4.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，获取标记矩阵包括：
获取伪随机序列；
根据所述伪随机序列控制所述原始图像中像素在其八邻域内随机游走，生成所述标记矩阵，其中，所述标记矩阵的大小与所述原始图像的大小相同。


5.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，根据所述第三混沌序列对置乱变换后的所述明文序列进行扩散变换，得到密文图像包括：
对所述第三混沌序列进行归一化处理；
将归...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轶，严军荣，翟启轩，
申请(专利权)人：三维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33