基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法

本发明属于信息安全领域，具体涉及一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法。

背景技术：

1、随着互联网技术的不断发展，大量的私密信息在网络上进行传输与共享。相比较于文字而言，图像能承载更多丰富的信息，被广泛使用于人们日常生活以及军事、医疗、科技等行业。正因如此，对图像中承载的私密信息进行加密保护于个人、社会乃至国家都具有重大的意义。

2、目前多图像加密算法主要是基于混沌系统和其他传统手段的，例如专利公布号为cn112837203b的基于混沌和多方位的多图像加密方法和公布号为cn113132079b多图像加密方法及解密方法；该方法中利用分段线性混沌映射和比特分解来进行多图像加密。但此类方法并未解决图像信息的冗余量多、传输效率低以及占用带宽空间大等问题，同时加密成的密文图像缺乏隐蔽性，而这种缺乏隐蔽性的密文图像在传输或者存储过程中更容易引起黑客的攻击。

技术实现思路

1、为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，该方法包括：

2、s1、获取4幅尺寸为n×n的待加密的明文图像，从而4幅图像中随机选取一幅明文图像；

3、s2、采用sha-256函数对选取的明文图像计算混沌系统的初始值，并生成多个伪随机序列；

4、s3、对伪随机序列进行循环迭代的logistic-tent混沌映射，得到受控测量矩阵；

5、s4、根据受控测量矩阵采用2-dcs对4幅明文图像进行数据压缩，并将压缩后的图像进行合并，得到新的明文图像；

6、s5、采用超混沌lorenz系统产生序列；采用序列构建对新的明文图像进行置乱和扩散操作，实现对新的明文图像进行加密，得到缺乏隐蔽性的秘密图像；

7、s6、将秘密图像随机嵌入到彩色载体图像中，生成有意义的彩色密文图像。

8、本发明的有益效果：

9、本发明利用混沌系统来生成测量矩阵，解决了将整个测量矩阵作为密钥会令密钥过大，需占据大量的传输带宽和存储空间的问题。其次，利用sha-256安全散列算法，实现“一图一密”，极大增加了加密算法的安全性。然后，对图像进行二维压缩测量，实现图像的压缩和初步加密，对压缩后的图像进行arnold置乱以及双向扩散操作，得到经过二次加密的图像，削弱了压缩感知框架的线性测量特性。最后，从密钥空间、相邻像素相关性、抗差分攻击以及压缩性能等方面进行了实验仿真和分析，结果表明所提算法不仅能够有效抵抗各种攻击，而且四幅图像成功同步嵌入到一幅彩色图像中，扩大了嵌入容量，同时重构图像在视觉上未有太大影响。

技术特征：

1.一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，生成多个伪随机序列包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，生成超混沌lorenz系统的初始值为：

4.根据权利要求2所述的一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，置乱序列q1、q2和扩散序列s1、s2为：

5.根据权利要求2所述的一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，生成测量矩阵a和b为：

6.根据权利要求1所述的一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，采用2-dcs对4幅明文图像进行数据压缩包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，对新的明文图像进行加密为：

8.根据权利要求1所述的一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，其特征在于，将秘密图像随机嵌入到彩色载体图像中包括：

技术总结
本发明属于信息安全领域，具体涉及一种基于二维压缩感知和视觉安全的多图像加密方法，包括获取4幅待加密的明文图像，随机选取一幅明文图像；对选取的明文图像计算混沌系统的初始值，并生成多个伪随机序列；对伪随机序列进行映射，得到受控测量矩阵；根据受控测量矩阵对4幅明文图像进行数据压缩，并将压缩后的图像进行合并，得到新的明文图像；采用超混沌Lorenz系统产生序列，构建对新的明文图像进行置乱和扩散操作，得到缺乏隐蔽性的秘密图像；将秘密图像随机嵌入到彩色载体图像中，生成有意义的彩色密文图像；本发明利用混沌系统来生成测量矩阵，解决了将整个测量矩阵作为密钥会令密钥过大，需占据大量的传输带宽和存储空间的问题。

技术研发人员：虞继敏,冉佳
受保护的技术使用者：重庆邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17