[发明专利]一种图像加密的方法、装置、设备以及存储介质

说明书

本发明公开了一种图像加密的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，包括：将待加密的原始图像转换为M×N的二维数组H后，输入至已设置初始密钥和初始参数的预选混沌系统中；对所述原始图像进行L级的小波分解，得到多个不同小波子带系数中的低频子带系数和高频子带系数；利用所述预选混沌系统对所述低频子带系数进行置乱；将置乱后的低频子带系数和所述高频子带系数进行L层小波逆变换，得到大小为M×N的重构图像；对所述重构图像进行图像扩散，得到所述原始图像的目标加密图像。本发明所提供的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，可在利用高维混沌系统对图像加密时，提高加密效率。

技术领域

本发明涉及加密技术领域，特别是涉及一种图像加密的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

随着数字多媒体应用的快速发展和多媒体图像使用率的提高，数字信息传播的安全性十分重要，因为数字图像的传输在许多应用中是必需的，例如因特网通信、多媒体系统、医疗成像，远程医疗，军事通信，大规模石油化工等行业。

在过去几十年中，混沌系统因其具有伪随机性和对初始值的高度敏感性符合加密系统的特性，被越来越多地应用于保密通信和图像加密等系统中，但是随着计算机计算能力的提高，只使用低维的混沌模型的加密方案，很容易被破解。于是很多学者使用二维或更高维的混沌系统来对图像进行加密。但在对高分辨率的图像进行加密时，由于包含大量的浮点运算导致算法效率较低。

综上所述可以看出，如何在对高分辨率的图像进行加密时，提高图像加密效率是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像加密的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，以解决现有技术中在利用高维混沌系统对图像进行加密时，包含大量浮点导致算法效率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种图像加密的方法，包括：将待加密的原始图像转换为M×N的二维数组H后，输入至已设置初始密钥和初始参数的预选混沌系统中；对所述原始图像进行L级的小波分解，得到多个不同小波子带系数中的低频子带系数和高频子带系数；利用所述预选混沌系统对所述低频子带系数进行置乱；将置乱后的低频子带系数和所述高频子带系数进行L层小波逆变换，得到大小为M×N的重构图像；对所述重构图像进行图像扩散，得到所述原始图像的目标加密图像。

优选地，所述将待加密的原始图像转换为M×N的二维数组H后，输入至已设置初始密钥和初始参数的预选混沌系统中包括：

将三维Logistic混沌系统的初始密钥x₀,y₀,z₀以及初始参数α,β,γ输入至所述三维Logistic混沌系统；

将待加密的原始图像转换为M×N的二维数组H后，输入至所述三维Logistic混沌系统。

优选地，所述将三维Logistic混沌系统的初始密钥x₀,y₀,z₀以及初始参数α,β,γ输入至所述三维Logistic混沌系统包括：

利用MD5为所述原始图像生成一个唯一的32位的16进制的哈希值，得到所述原始图像的MD5值；

根据所述原始图层的MD5值进行初始密钥的迭代计算，生成所述三维Logistic混沌系统的中间密钥，并将所述中间密钥输入至所述三维Logistic混沌系统。

优选地，所述对所述原始图像进行L级的小波分解，得到多个不同小波子带系数中的低频子带系数和高频子带系数包括：

对所述原始图层进行L级小波分解，得到3L+1个不同小波子带的系数矩阵M_L×M_L，从而得到不同小波子带的系数矩阵的低频子带系数和高频子带系数。