专利名称：一种基于折纸变换的数字图像加密方法
技术领域：
本发明属于图像信息处理技术领域，具体涉及一种基于折纸变换的数字图像加密 方法。
背景技术：
随着计算机网络和多媒体技术的迅猛发展，大量的数字信息通过互联网进行传 输，图像因其直观形象而成为主流的信息表达和传输方式，传输中的图像有些牵涉到个人 隐私、商业机密和国家安全(如电子签名、病理图片、设计图纸等)，因此，数字图像的加密 技术成为很多使用者和学者关注的热点。在数字图像加密方法上，根据技术性质大致可以 分为空域图像加密技术、变换域图像加密技术和压缩编码图像加密技术。目前，空域图像加密技术的主要方法是数字图像置乱技术，其原理是根据加密算 法，将数字图像的像素空间打乱，从而形成面目全非的图像。常用的图像置乱技术主要 有1)基于矩阵变换的置乱方法，提出的主要算法有Arnold变换、Hilbert曲线、奇幻方 (Magic) ,Conway生命游戏等置乱算法，然而这类算法是一种线性变换，保密性不高，置乱图 像的直方图不发生改变，即原图像和置乱图像有着很大的相关性。i)基于像素值变换的置 乱方法，典型的算法有凯撒加密，DES加密等，然而它对每个像素值的比特流进行流加密，这 增加了加密与解密的时间。3)基于伪随机序列的置乱方法，它先由伪随机序列发生器生成 序列，然后置换图像像素的位置，目前成熟的序列生成方法是由反馈移位寄存器(LFSR)生 成。4)基于混沌序列的置乱方法，近几年来在国内外发展很快。其典型代表有Logistic映 射，二维Henon映射，三维Lorenz混沌映射等。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提出一种基于折纸变换的数字图像加密方法。本发明方法具体步骤如下步骤1 首先将加密图像转化为数字矩阵NXM，N是图像的宽度，M是图像的高度， 其中N和M须是偶数，如果不是偶数，则先给矩阵补上第N+1列或者第M+1行，补上的像素 值全部等于O。然后将矩阵的奇数行2i-l、偶数行2i进行比较，i为自然数，当像素值之差 为奇数，则像素点位置置换，当像素值之差为偶数，则像素点位置不变，本加密方法的密钥 可以有三种选择周期函数fx(t)和fy(t)的表达形式、参数m和加密轮次k，其中周期函数 fx(t)和fy(t)为相同或不同的函数；步骤2 给置换过的像素值再加上2m，m为自然数，由于灰度等级最大值为255，如 果加密过程使像素值大于255，那么就减去255 ；步骤3 将上述置换过的图像奇数行按序号从小到大排列后，置换到图像上半部 分，偶数行按序号从小到大排列置换到图像的下半部分；步骤4 将图像横对折，图像对折处通过函数求得折线
3y = round “广？厂xM，其中fy(t)为任意的周期函数，t为当前轮次，roimd( ·)为
权利要求
1. 一种基于折纸变换的数字图像加密方法，其特征在于该方法具体步骤如下 步骤1 首先将加密图像转化为数字矩阵NXM，N是图像的宽度，M是图像的高度，其中 N和M须是偶数，如果不是偶数，则先给矩阵补上第N+1列或者第M+1行，补上的像素值全部 等于0。然后将矩阵的奇数行2i-l、偶数行2i进行比较，i为自然数，当像素值之差为奇数， 则像素点位置置换，当像素值之差为偶数，则像素点位置不变，本加密方法的密钥有三种选 择周期函数fx(t)和fy(t)的表达形式、参数m和加密轮次k，其中周期函数fx(t)和fy(t) 为相同或不同的函数；步骤2 给置换过的像素值再加上2m，m为自然数，由于灰度等级最大值为255，如果加 密过程使像素值大于255，那么就减去255 ；步骤3 将上述置换过的图像奇数行按序号从小到大排列后，置换到图像上半部分，偶 数行按序号从小到大排列置换到图像的下半部分；步骤4 将图像横对折，图像对折处通过函数求得折线
全文摘要
本发明提供一种基于折纸变换的数字图像加密方法，属于图像信息处理技术领域。该方法主要内容是构造出一个简单的折纸技术，将图像看作相连通域，通过周期函数生成折线，即密钥函数，对折后将重叠的对应像素比较，进行置乱操作。本发明方法不仅简单，易操作，而且密钥空间大，密钥敏感性强，安全性好。
文档编号G06T1/00GK102063694SQ20101055021
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者汪超, 王璐, 谢能刚 申请人:安徽工业大学