[发明专利]基于单强度记录相位恢复过程的QR码加密方法

说明书

本发明公开的基于单强度记录相位恢复过程的QR码加密方法，包括加密和解密，加密过程具体为：步骤1，对QR码图像进行按位编码，得到编码后的QR码图像；步骤2，将编码后的QR码图像作为双随机相位编码过程的输入，将输出结果保留强度信息，得到强度分布；步骤3，利用混沌映射对得到的强度分布进行置乱操作，得到密文图像，完成加密；解密过程具体为：步骤4，将步骤3中的置乱操作进行逆操作；步骤5，通过相位反演算法恢复编码的QR码；步骤6，将恢复的编码的QR码作为按位解码的输入图像，按加密过程中的按位编码进行相应的逆操作，即可得到解密图像；对噪声攻击、统计分析具有较强的抵抗力且更加便于密文的存储、管理和传输。

技术领域

本发明属于虚拟光学信息加密方法技术领域，具体涉及一种基于单强度记录相位恢复过程的QR码加密方法。

背景技术

基于虚拟光学的图像加密技术相比于传统的数学加密技术具有明显的优势，这种方式具有信息量大、密钥空间大、鲁棒性强等优点。迭代恢复过程是基于虚拟光学的图像加密技术中的重要实现方法之一，尤其有代表性的是相位迭代恢复过程和压缩信号的重构方法。相位迭代恢复算法由于有较好的抵抗串扰噪声的特性而被广泛应用于图像加密领域中。Zhao等人利用相位迭代恢复算法和RSA公钥算法提出一种图像加密算法，将指纹作为密钥，并利用RSA算法实现公钥体制加密，Wang等人基于改进的振幅-相位迭代算法实现一种非对称光学图像加密系统。同样，自从双随机相位编码方案提出以来，光学图像加密以其处理速度快、并行度高、参数自由度大等特点已经成为图像安全领域的热门技术。

快速响应(QR)码是一种迅速读取的二维条码，不仅具有较大的存储容量，同时在一定程度上具有纠错能力，不对QR码进行任何保护进行传输，同样存在着一系列的安全问题。目前也有很多学者进行了相关的研究，Zhao和Wang等人在计算鬼成像和压缩感知技术的基础上提出一种针对QR码图像的光学图像加密算法，称为QR-CGI-OE方案。Deng设计了一种在QR码辅助下基于实值编码的光学图像加密算法，该算法中首先将明文图像编码为QR码并加密为两个纯相位掩模，最后将其绝对值作为加密密文。Qin和Wang提出了一种基于干涉的QR码和灰度图像加密方案，该方案不仅能够高质量地恢复明文图像而且消除了干涉中的轮廓问题。Jiao，Zou和Li共同设计了无噪声的光学图像加密解密系统，利用QR码对噪声的抵抗力实现高质量的图像还原；以上所述这些技术有的是对QR码图像直接进行加密保护二维码中的信息，有的则是利用QR码对噪声的免疫力对其他图像进行加密，但多存在对噪声攻击、统计分析等抵抗力低、密钥挂了你和存储传输不便的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于单强度记录相位恢复过程的QR码加密方法，对噪声攻击、统计分析具有较强的抵抗力且更加便于密文的存储、管理和传输。

本发明所采用的技术方案是，基于单强度记录相位恢复过程的QR码加密方法，包括对QR码图像的加密和解密，具体步骤如下：

加密过程，具体包括以下步骤：

步骤1，对QR码图像进行按位编码，得到编码后的QR码图像；

步骤2，将步骤1编码后的QR码图像作为双随机相位编码过程的输入，将输出结果保留强度信息，得到强度分布；

步骤3，利用混沌映射对步骤2得到的强度分布进行置乱操作，得到密文图像，完成加密；

解密过程，具体包括以下步骤：

步骤4，将步骤3中的置乱操作进行逆操作；

步骤5，通过相位反演算法恢复编码的QR码；

步骤6，将步骤5中恢复的编码的QR码作为按位解码的输入图像，按加密过程中步骤1的按位编码进行相应的逆操作，即可得到解密图像。

本发明的特点还在于，