[发明专利]一种基于国密算法的图像信息隐藏方法

权利要求书

1.一种基于国密算法的图像信息隐藏方法，其特征在于，分为加密过程和解密过程；

所述加密过程分为四个阶段；

第一阶段，将水印图片转化为可以进行SM4加密的十六进制形式；

第二阶段，将得到的十六进制明文串通过SM4加密得到十六进制密文串；

第三阶段，通过十六进制密文串得到加密水印图片；

第四阶段，通过LSB算法，将加密水印图片与载体图片结合，得到加密结果，即一个与原载体图片肉眼不可见差别的图片；

所述解密过程分为四个阶段；

第一阶段，应用LSBDe算法从载体图片中提取出加密水印图片；

第二阶段，将提取出的加密水印图片转化为十六进制串；

第三阶段，将得到的十六进制密文串通过SM4解密得到十六进制明文串；

第四阶段，将十六进制明文串转换为原始的水印图片，从而得到解密结果，即加密时想要嵌入载体的原始水印图片；所述加密过程第一阶段为水印图片转换为十六进制串流：

采用十六进制串流总位数为图片宽度、图片长度与6的乘积：

通过遍历将每个像素点的RGB值，将遍历出来的RGB分别转化为十六进制后存为三元组，而后拼接为一个六位的串，通过不断遍历读取和输出，从而得到一个按顺序的十六进制串流，且此串流满足所要求的可逆性和信息完整性要求；

所述加密过程第二阶段为16进制明文SM4加密：

首先将128bit密钥按照32bit一组分为4组，然后使用密钥扩展算法生成32组32bit轮密钥，再把输入的128bit数据按照32bit一组分成4组进行32轮迭代加密运算，每一轮加密使用一个32位的轮密钥，加密算法和密钥扩展算法均通过32次循环的非线性迭代轮函数来实现，数据加密部分的核心是轮函数，将线性和非线性相结合；

SM4的轮函数将输入部分看做4个32bit长度的数据，每轮的后3个部分都向左移动32bit的数据长度，这三组数据异或后进入非线性部分τ和线性部分L，运算后的结果与第一组数据异或置于最右面，如此循环往复32轮，也就是数据一共左移了8个周期，将其中的混乱因素不断扩散至每个bit位中，其中轮密钥是由加密密钥通过密钥拓展算法生成的；

如果生成的十六进制明文不能够被32整除，即不能作为完整的n组128位二进制串的整数倍，先将十六进制明文分为32位一组，最后一组可能凑不够32位，暂时将它称为第n组，先按顺序加密前n-1组，并按顺序生成n-1组密文流输出，最后对最后一组进行处理，由于它凑不够32位，所以将刚刚加密过的最后几位密文与第n组的几位凑成一组，保证它的长度为32位，并对其进行加密，必须要先解密最后32位，然后才可以按照正序或倒序解密其他密文，同时加密后的密文转化为了可以被32整除的位数；

所述加密过程第三阶段为十六进制密文转换为加密水印图片：

将十六进制串流分组，每组六位十六进制字符，并分别存到三元组内，形成对于该像素点R、G、B值的描述，以此类推，从而得到所有像素点的信息，同样用一个遍历过程实现将信息恢复为图片，此处的得到的加密图片应该与原水印图片完全不一致，并且通过加密图片很难得到原水印图片；

所述解密过程第二阶段为提取出的加密水印图片转换为十六进制串流：

采用遍历每个像素点的RGB值，每个像素点的单个坐标都需要用2位16进制来表示，因此每个像素点的总坐标共需6位十六进制来表示，RGB值转换为十六进制后存为三元组，而后拼接为一个六位的串，通过不断地遍历读取和输出，从而得到一个按顺序的十六进制串流，与之前将水印图片转化为十六进制的形式几乎相同；

所述解密过程第三阶段为SM4解密密文串得到十六进制明文串，加解密算法和密钥扩展算法迭代轮数均为32轮，SM4加解密过程的算法相同，并且使用相同密钥，但在轮密钥的使用顺序上相反，对于密文的解密处理必须要将可以被32整除的十六进制代码恢复为与原始完全相同的十六进制串，因此要先对第n组进行解密，再对其他组进行解密；

所述解密过程第四阶段为十六进制明文串转换为原始水印图片：

从十六进制转化为图片，将十六进制串流分组，每组六位十六进制字符，并分别存到三元组内，形成对于该像素点R、G、B值的描述，以此类推，从而得到所有像素点的信息，同样用一个遍历过程实现将信息恢复为图片，与之前将水印图片转化为十六进制的形式几乎相同。