[发明专利]基于奇异值分解及混沌加密的图像安全云存储方法

说明书

本发明公开了一种基于奇异值分解及混沌加密的图像安全云存储方法，将原始图像进行奇异值分解，得到左、右奇异值矩阵以及奇异值矩阵，将左、右奇异值矩阵进行混沌置乱后上传云端；由奇异值矩阵抽取奇异值序列，计算奇异值序列的均值和最大值以及原始图像认证值，使用混沌系统产生随机矩阵，并根据均值和最大值修正该矩阵，再与奇异值矩阵叠加生成新矩阵并进行二次混沌置乱加密后上传云端。当需要获取云端数据时，需要向云端提供认证值和加密过程中的密钥，云端重新计算产生新认证值并与所提供的认证值比较认证，认证通过才能下载数据，进而重构原始图像。本发明能够提高利用云技术进行图像存储和传输等的安全性。

技术领域

本发明属于图像传输技术领域，特别涉及一种基于奇异值分解及混沌加密的图像安全云存储方法。

背景技术

随着计算机信息处理技术和通信技术的快速发展，数字图像作为表达信息最直观的载体，在人们日常生活中的使用越来越频繁。考虑到某些图像包含机密性信息以及人们对于隐私保护的需求等因素，相当一部分图像在进行传输等行为时需要进行加密处理。

现今作为数字图像使用工具的很多移动终端如智能手机、平板电脑等，由于其资源有限，在处理和存储较为庞大的图像数据时存在困难，因而利用这一类的设备进行图像存储以及传输等行为时，其所能处理的图像量是较为有限的。

云技术是指在广域网或者局域网内将硬件、软件、网络等系列资源统一起来，实现数据的计算、储存、处理和共享的一种托管技术。云技术的广泛使用对处理和存储庞大的图像数据提供了很好的解决方法，云技术的存储空间非常庞大，同时拥有很强的信息处理能力和安全性，对于那些资源有限的用户来说，将数据交给云端进行存储和管理将会带来很大的方便。用户可以在不使用数据的时候将数据存放在云端进行存储，需要的时候就自己或者供他人从云端下载，这样既可以减少用户的存储需求，又能够达到通过云技术进行图像的传输的目的。

但是目前将图像存储至云端已经出现了许多安全隐患，例如很多情况下云端服务商可以直接获取存储在云端的图像，又比如现今出现了针对云技术的网络攻击，也有可能导致云端图像的泄漏，因此如何提高利用云技术进行图像存储以及下载的安全性是一个非常重要的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于奇异值分解及混沌加密的图像安全云存储方法，提高利用云技术进行图像存储和传输等的安全性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于奇异值分解及混沌加密的图像安全云存储方法，包括以下步骤：

S1：将原始图像进行奇异值分解，得到左奇异值矩阵、右奇异值矩阵以及奇异值矩阵S，分别将左、右奇异值矩阵进行混沌置乱并发送至云端；

S2：从所述奇异值矩阵S中抽取原始图像的奇异值序列Sdiag并计算该序列的均值Smain以及最大值Smax；

S3：计算原始图像的认证值T，并将其与均值Smain以及最大值Smax整合成为认证序列；其中认证值T的计算公式如下：

其中，Sdiag'为奇异值序列Sdiag的逆序列，

cor(Sdiag,Sdiag')为奇异值序列以及其逆序列的相关系数；

S4：利用密钥产生混沌系统，利用产生的混沌系统产生一个与奇异值矩阵S 相同大小的随机矩阵w；利用原始奇异值序列Sdiag的最大值、均值修正所述随机矩阵w，得到密文矩阵w'：w'(i,j)＝w(i,j)×(Smax-Smain)；密文矩阵w'嵌入所述奇异值矩阵S进行加密，得到加密奇异值矩阵Sw：Sw＝S+w'；

S5：对加密奇异值矩阵Sw进行若干次混沌置乱得到最终的加密矩阵Sw'，并将其发送至云端，其中每次混沌置乱单独使用一组密钥；