[发明专利]一种图像加密、解密方法及装置、设备和可读存储介质

说明书

本发明公开了一种图像加密、解密方法及装置、设备和可读存储介质。该图像加密方法包括：根据原始图像中需要加密的图像内容生成二值标记矩阵；使用生成的标记矩阵对原始图像进行标记；采用密钥随机形成加密矩阵，加密矩阵与标记矩阵进行与运算得到掩码矩阵；通过掩码矩阵对标记后的图像进行异或运算，形成加密图像。解密时首先使用异或运算在相应位平面上还原出加密像素标记矩阵，并对所有加密的像素的相应比特平面再次进行异或运算还原图像加密像素内容。通过本发明，用户可以约束部分人对于图像部分内容的访问权限。在条件允许时，用户自己或者被授权的一方通过该受保护的图像还原出原始内容。

技术领域

本发明涉及信息传输技术，具体涉及一种图像加密、解密方法及装置、设备和可读存储介质。

背景技术

随着数字媒体与互联网技术的发展，个人或者组织机构在网络上发布或者传播图像的现象已变得越来越普遍。特别是云计算的快速进步让越来越多的图像数据被上传到云端存储。这种大数据环境下多用户的访问极大便利了人们的工作与生活。然而将未经处理的原始图片公开或者发送的行为，也存在泄露个人隐私的风险。

为了解决图像隐私内容发布造成的隐私泄露问题，目前一种有效可行的方法在于对图像中敏感部分进行加密处理，例如对相关保护内容进行马赛克添加，或者直接删除敏感内容。这些经过处理的图像往往不可还原，甚至因此导致真实信息的永久性丢失。另一种方法则是对图像全文进行加密，该方法将图像整体作为保护对象，通过密码学方法进行保护。但这又会造成其他非隐私信息的遮盖，影响了非隐私信息的发布。

隐写是一种可以在数字媒体中嵌入秘密信息而不会造成视觉异常的技术。常见的基于图像的隐写主要是在位图图像的像素最低位或者JPEG图像的量化DCT系数最低位上嵌入实现。在提取时，用户可以在此前的嵌入位置上得到嵌入的比特信息。对于图像内容加密，该技术可以将加密位置的信息嵌入图像本身，又不会引起视觉异常。加密者在还原时可以提取该信息完成图像解密。专利文献CN201710203809.8(一种基于RC4算法的图像加密方法)、CN201610856467.5(一种图像加密方法及装置、密钥流生成方法及密钥流生成器)、CN201810067051.4(一种基于超混沌系统和多级置乱的图像加密方法)均为图像内容加密发明，但现有这些图像加密方法仅适用于图像整体加密，不适合于图像局部内容加密。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种图像加密、解密方法及装置、设备和可读存储介质，该方法为一种基于隐写的空域图像内容加密算法。通过本发明，用户可以约束部分人对于图像部分内容的访问权限。在条件允许时，用户自己或者被授权的一方通过该受保护的图像还原出原始内容。本发明可将图像内容进行局部加密保护，并且加密位置信息以因袭方式嵌入到图像本身。加密算法运行速度快，加密安全性高。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种图像加密方法，包括：

形成标记元素，所述标记元素用于区分原始图像中需加密内容和无需加密内容；

采用加密密钥随机形成加密序列，加密序列与标记元素进行运算得到加密元素；

通过加密元素对待加密图像进行加密，形成加密图像。

具体的，所述标记元素为二值标记矩阵，若原始图像的空域像素矩阵为I_h×w＝(I_i,j)_h×w，则标记矩阵为m_h×w＝(m_i,j)_h×w，当I_i,j为需要加密的像素时m_i,j＝1，反之m_i,j＝0；

其中i＝1,2,3,…,h且j＝1,2,3,…,w，I_i,j为图像的单个像素，取值在0-255之间，h和w分别为原始图像的高和宽。