[发明专利]基于生物密钥的医学图像加密和解密方法

权利要求书

1.基于生物密钥的医学图像加密和解密方法，其特征在于，该方法包括加密和解密过程两个部分；所述的加密过程具体描述为：步骤一，将待加密的医学图像Im，经过角谱衍射-双相位法编码为纯相位计算全息图Hp，其结果为Hp＝AS-DM(Im)，其中，AS-DM为角谱衍射-双相位法编码的过程；步骤二，利用虹膜图像Ik产生2个生物密钥SPM1和SPM2，具体方法为对虹膜图像做随机相位调制，再对其结果进行螺旋相位变换，然后做振幅截断，得到生物密钥SPM1＝AT{SPT[Ik×exp(jθ1)]}，其中，SPT{}表示螺旋相位变换，AT{}表示振幅截断，θ1是范围在[0,2π)的随机相位,j为虚数单位，采用同样的方法得到生物密钥SPM2，即SPM2＝AT{SPT[Ik×exp(jθ2)]}，其中，θ2是范围在[0,2π)的随机相位；步骤三，采用生物密钥SPM1对得到纯相位计算全息图Hp进行相位调制，并对调制的结果进行LUDP分解得到L、U和P分量，其过程表示为：[L,U,P]＝LUDP[Hp×SPM1]；步骤四，采用生物密钥SPM2对L和U分量相乘的结果分量，记为LU分量，进行相位调制，并对调制后的结果进行螺旋相位变换得到加密的密文C＝SPT[(LU)×SPM2]；步骤五，对P分量做矩阵逆运算，得到私钥PK＝{P}^-1,其中{}^-1表示矩阵逆运算；所述的解密过程具体描述为：步骤一，对密文做螺旋相位变换的逆变换，并采用SPM2的共轭做随机相位调制得到LU＝ISPT{C}×conj(SPM2)，其中ISPT{}表示螺旋相位变换的逆变换，conj()表示取共轭操作；步骤二，对得到LU分量与私钥PK相乘,得到的结果再被SPM1的共轭进行相位调制，得到恢复的纯相位计算全息图Hp＝(LU×PK)×conj(SPM1)；步骤三，对纯相位计算全息图进行全息再现，得到解密的医学图像明文Im＝AS{Hp},其中，AS{}是角谱衍射过程。

2.根据权利要求1所述的基于生物密钥的医学图像加密方法，所述的随机相位θ1和θ2使用随机发生器或者伪随机发生器产生。