[发明专利]双图像加密解密方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像加密技术领域，具体涉及一种双图像加密解密方法。

背景技术

近年来，各种光学加密技术被引入图像加密中，其中最经典的是90年代中期，Refregier和Javidi提出的双随机相位编码技术，双随机相位编码技术常与各种变化域相结合形成光学加密系统，例如分数傅里叶域(FrRT)、傅里叶域(FT)、菲涅尔域(FrT)、离散余弦变换域(DCT)、回转变换域(GT)、分数梅林变换域和分数角度变化域等，Alfalou和Brosseau指出这些技术可同时应用于压缩操作。虽然这些光学技术具有高速处理多维数据的能力，但是大多数方法主要针对单图像。因此，为了减少网络图像传输负载，众多学者开始关注双图像加密，具有代表性的有：刘正军等人使用基于回转变换的迭代随机二进制编码加密两幅图像，其中两幅密文图像作为复函数的实部和虚部并根据随机二进制数据相互交换。陈文等人提出一种基于衍射成像与横向转换相位光栅方法获得衍射图样作为密文的双图像加密方法。王衢等人将定义的随机正交矩阵线性组合两幅明文图像并使用双随机相位编码将其加密成密文图像。王晓刚和赵道木将明文图像加密成振幅密文并使用双随机相位编码解密原始图像，解决了非对称密码体制中基于傅里叶域的相位截断易于遭到特定攻击的问题。李慧娟等设计了一种基于回转变换域内的局部像素置乱的双图像加密方法，其中置乱像素使用阿诺德变换。雷亮等使用随机二元矩阵将两幅原始图像混合成为一个单一的复函数，随后使用多级相位编码进行图像加密，还提出一种将每幅图像信息记录在两个分数傅里叶光谱的强度干扰模板上并使用随机混合编码重组为密文图像的双图像加密方法。王晓刚等提出了两个安全层的加密方法，通过控制一个随机振幅掩码，使用非线性空间和光谱编码技术来消除信息泄露的风险。隋连升等人将两幅明文图像组合为一幅扩展图像，然后使用混沌置乱和扩散过程来置乱两幅扩展图像，随后将分解得到的两部分作为复函数的相位和振幅部分，接着通过离散分数随机变换得到最终的密文图像。

虽然上述的双图像加密方法可以提高图像传输和通信效率，但都是将相位掩码作为私有密钥，不利于密钥的存储、传输和管理。

郎俊等提出基于多参数离散分数傅里叶变换(DMPFrFT)的图像加密方法，其中密钥的安全性依靠变换的额外参数而无需使用相位密钥，但是其中的明文图像在空间域和变换域的非线性和无序性较弱，从而加密方法的安全性较低，不利于双图像的加密存储。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种双图像加密方法，便于密钥的存储、传输和管理；扩大了密码体制的密钥空间，大大提高了加密方法的安全性和有效性。

本发明还提供一种双图像解密方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种双图像加密方法，依次包括图像组合、混沌置乱、图像分解、生成调制相位掩码、生成临时图像以及多参数离散分数角度变换步骤，所述混沌置乱步骤使用Logistic混沌映射置乱扩展图像，所述多参数离散分数角度变换步骤是对临时图像进行二维DMPFAT变换，截断变换后的相位部分得到最终密文图像；所述混沌置乱中Logistic混沌映射的初始值和/或所述多参数离散分数角度变换的参数值作为私有密钥。