[发明专利]一种二维映射群图像置乱方法

说明书

本发明提供一种二维映射群图像置乱方法，属于信息安全领域。主要思想是利用不同映射群的组合来置乱像素位置，实现图像加密。首先针对长宽为N的方图提出2个拉伸方式：从2个对角方向，将每个列像素依次插入到对应相邻的行像素之间。反复插入，依次连接，原图被拉伸为长N²的直线。然后通过6个折叠方式将其折叠得到密图。可得到12个二维映射。加密时密钥采用6位10进制数，根据选取策略，利用对应二维映射群来置乱图像。本发明算法简单、加密速度快，既能应用在网络图像加密中，也可以作为其他加密算法组成部分，实现复合加密。

技术领域

本发明涉及一种二维映射群图像置乱方法，属于信息安全领域。

背景技术

随着互联网技术的迅猛发展，采用便携设备如手机，拍摄、传送图像越来越方便。人们在频繁使用、接触图像的同时，黑客对图像的恶意攻击事件越来越多。一些公众人物的隐私图片泄漏，在网上引起轩然大波。对普通人来说，如何保障图像安全，防止隐私被泄密、扩散，也是十分重要的问题。

传统保护信息的方法都是基于文本信息设计的。它们在国民经济、社会生活、国防军事等领域发挥了重要作用。但图像和文本信息有本质的不同，具有数据量大，像素间相关性强的特点。采用文本加密技术加密图像，会遇到一些客观的现实问题，如加密忽略了图像特征，加密速度慢等。

现在很多人采用二维混沌映射加密图像。但由于映射特性问题，造成密钥空间不大，影响了加密效果。本发明利用二维映射群实现图像置乱，具有密钥空间大，安全性较高等特点。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种二维映射群图像置乱方法。首先介绍了2个拉伸方式。从正方形图像的两个对角方向，先后将列像素依次插入到对应行的两个像素之间，以拉伸图像。反复该过程，依次连接，原始图像被拉伸成为一条长N²的直线。然后结合6个折叠方式，设计了12个不同的二维映射。每一个映射对应0~11的某一个数。最后，基于密钥设计，提出了加密算法。密钥采用6位10进制数。首先计算6个数之和；然后用密钥中的每一位数除以该和，得到的结果取最前面的2位标志位。根据该数值和特定的选取策略，选择对应的二维映射，依次对图像进行置乱。

当i=0,…, N-1, j=0,…, N-1, k=0,…,N²-1，A(i, j)表示原始图像，B(i, j)表示加密图像，L(k)表示像素行时，12个二维映射的公式可以表示为：

映射1拉伸公式：

当, 时，

当, 时

当, 时，

当, 时，

映射1折叠公式：。

映射2拉伸公式：

当, 时，

当, 时

当, 时，

当, 时，

映射2折叠公式：

映射3拉伸公式：

当, 时，

当, 时