[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

摘要

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。

主权项

1.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；S6：若要从云端获取图像，需要向云端提供认证序列以及步骤S4和S5中所使用的密钥，云端通过所提供的步骤S5中使用的密钥对加密矩阵Sw'进行反置乱得到加密奇异值矩阵Sw，通过所提供的步骤S4中所使用的密钥以及均值Smain以及最大值Smax得到密文矩阵w'以及奇异值矩阵S：S＝Sw‑w'，通过奇异值矩阵S再次计算得到认证值T'，如果T'‑T的结果在允许范围内则认证通过，云端将奇异值矩阵S或者奇异值序列Sdiag以及左、右奇异值矩阵混沌置乱后的矩阵发送至提供方，提供方反置乱出左、右奇异值矩阵并重构出原始图像。