[发明专利]基于混合图元的多幅图像加密方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信息加密技术，特别是涉及一种图像加密方法。

背景技术

在政治、军事和商业等诸多领域中，网络信息的安全变得日益重要。近年，网络安全发展态势呈现：（1）计算机病毒层出不穷；（2）黑客攻击逐年攀升；（3）系统存在安全漏洞；（4）各国军方加紧信息战研究。网络泄密事件时有发生，对网络个人的通信隐私、企业的商业机密、国家的安全稳定都造成了重大影响。因此，网络信息安全是互联网发展中急需解决的重要问题。

在军事发现、自然灾害监控、交通监控、天气预报、电子政务和个人事务等诸多领域中，每天都会产生大量的数字图像。同时，各种拍摄设备的不断涌现也加速了大数据时代的到来。如一部单反相机每秒能拍摄几张照片，一个交通监控摄像头每天能拍摄数千张图像。在大数据时代，数字图像往往会携带许多秘密信息。因此，如何保护图像内容的安全已成为学术界和工业领域的重要挑战。

为确保图像内容的安全，人们已提出了许多单幅图像加密方法。这些方法主要包括：基于现代密码体制的图像加密方法、基于矩阵变换的图像加密方法、基于混沌理论的图像加密方法、基于变换域的图像加密方法和基于DNA计算的图像加密方法。在大数据时代，尽管可用重复执行现有单幅图像加密方法的手段来保护多幅图像内容的安全，但是加密效率往往较低。因此，设计了一种多幅图像加密方法，在保证多幅图像内容安全的同时，可有效地提高加密效率。

发明内容

本发明的目的：针对现有多数单幅图像加密方法加密多幅图像时效率低的问题，提出一种基于混合图元的多幅图像加密方法。

本发明的技术方案：为实现上述发明目的，采用的技术方案为基于混合图元的多幅图像加密方法，具体包括以下步骤：

步骤1：分割k幅交互图像I¹，I²，…，I^k成为小的图像块（又称为图元）；

步骤2：对k个图元集的所有图元进行编码；

步骤3：根据系统初始值和控制参数进行PWLCM混沌系统迭代运算，获得两个混沌序列X和Y；

步骤4：利用混沌序列X，置乱所有图元，得到一个混合图元集；

步骤5：利用floor()取整函数对混沌序列Y整数化，获得整数序列Y＇；

步骤6：对混合图元进行重组，得到k幅加密图像，并用Y＇中的元素作为k幅加密图像的文件名；

步骤7：发送k幅加密图像给接收方。

进一步地，所述步骤1中，为加密k幅m×n同等大小的交互图像，即I¹，I²，…，I^k，将k幅交互图像都分割为m₁×n₁同等大小的图元，要求m能被m₁整除，n能被n₁整除，令r=m/m₁，s=n/n₁，k幅交互图像可产生对应的k个图元集。

进一步地，所述步骤2中，用阿拉伯数字1，2，…，k×r×s依次对k个图元集的所有共k×r×s个图元进行编码。