一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法

本发明涉及图像加密处理，具体涉及一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法。

背景技术：

1、随着多媒体技术及设备的快速发展和使用，开创了一个信息爆炸的时代，几乎每个人都有制作和传递数字图像的能力。同时，当信息在完全开放的环境中传输时，经常会发生信息泄露、数据篡改和非法盗窃。目前，图像加密技术是保证信息安全性最有效的方法之一，如通过混沌理论、光学技术、压缩感知技术、神经网络等对图像信息进行保护。然而，几乎大部分的方法都是直接将明文图像转换为密文图像，这相当于告知第三方在传输或存储过程中隐藏着秘密信息，因此更容易受到攻击。

2、为了在保护数据安全的同时保证视觉安全，加密技术和信息隐藏技术可以结合起来，实现优势互补。因此，本申请提出一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，包括以下步骤：

4、步骤一、计算m×n原始图像p的散列值v，将其分成32块，每8块分成4组；

5、步骤二、设置四个变量a、b、c和d,将其与四组散列值进行计算产生混沌系统初始值x0、y0、z0、w0，计算过程包括以下步骤:

6、s1、四个中间变量i1、i2、i3和i4计算；

7、s2、四个混沌初始值x0、y0、z0、w0计算。

8、步骤三、利用初始值迭代超混沌系统m×n次，丢弃1000次迭代以消除瞬态效应，可以得到一个混沌序列k(k1，k2，...，kn)；

9、步骤四、通过对k1、k2、k3和k4排序得到索引序列c1、c2、c3和c4，然后通过计算生成两个索引矩阵i和t，公式为

10、i(i,j)＝c1(mod(i+c2(j)-1,n)+1)和t(i,j)＝c3(mod(i+c4(j)-1,n)+1)，m×n是图像的大小，i从1迭代到m，j迭代从1到n；

11、步骤五、从k中选择一个具有m×n值的随机序列c5，通过公式d＝(mod(c5-c5)×232)，256)式生成扩散矩阵d；

12、步骤六、通过以下公式加密图像p，形成密文图像c：

13、

14、步骤七、通过预测误差扩展方法将秘密信息嵌入密文图像，并获得带有附加信息的密码图像c1；

15、步骤八、对两个密码图像c和c1进行位异或运算，然后通过哈希算法获得密钥。

16、本发明技术方案的进一步改进在于：所述s1包括，设置四个变量a、b、c和d,将其与四组散列值采用以下公式计算，以产生四个中间变量i1、i2、i3和i4，具体公式为：

17、

18、其中，a、b、c和d是密钥，⊕表示位异或操作。

19、本发明技术方案的进一步改进在于：所述s2包括，混沌系统初始值x0、y0、z0、w0可以通过以下公式生成：

20、

21、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

22、1、本发明提供一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，利用双重超混沌系统和不可逆的哈希算法极大地增加了密钥空间，保证了安全性；

23、2、本发明提供一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，通过可逆信息隐藏，在密文图像中嵌入额外的信息，提高了传输效率和安全性；

24、3、本发明提供一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，可以对任何类型的灰度图像和彩色图像进行加密，具有广泛的适用性。与将图像嵌入到图像中的视觉加密方案相比，减少了大量的计算开销，并且没有图像质量问题。

技术特征：

1.一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，其特征在于：所述s1包括，设置四个变量a、b、c和d,将其与四组散列值采用以下公式计算，以产生四个中间变量i 1、i2、i3和i4，具体公式为：

3.根据权利要求1所述的一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，其特征在于：所述s2包括，混沌系统初始值x0、y0、z0、w0可以通过以下公式生成：

技术总结
本发明公开了一种基于密文域可逆信息隐藏的视觉安全图像加密方法，涉及图像加密处理技术领域，包括以下步骤，步骤一、利用Chen超混沌系统和预测误差扩展方法对秘密图像进行加密并将附加信息嵌入到密文图像中，步骤二、通过洛伦兹超混沌系统对载体图像进行加密得到密文图像，步骤三、对得到的密文图像执行比特异或操作并将结果保存在云数据库中，通过哈希算法生成索引密钥，使接收方能够使用载体图像和密钥恢复秘密图像。本发明通过逆推的方式建立了秘密图像与载体图像之间的关系，并结合了密文域可逆信息隐藏。本发明形成了一个安全高效的加密系统，适用性广泛。

技术研发人员：柳朝阳,薛茹
受保护的技术使用者：西藏民族大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15