[发明专利]基于立体置乱模型和分数阶傅里叶变换的多图像加密方法

说明书

一种基于立体置乱模型和分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform，FrFT）的多图像加密方法，属于信息加密领域。目前，网络信息交互的数据量日益增多，在实际应用中往往需要图像批量传送与储存。为保护多幅图像内容，本发明将多幅交互图像构建成一个图像立方体，并将其分割成一个图像立方块集合。利用二维Zigzag变换和混沌系统，建立了一个图像的立体置乱模型，对该图像立方体块集合进行像素置乱操作。然后，对置乱结果进行FrFT变换，产生k幅加密图像。实验表明：该方法可同时保护多幅交互图像内容，安全性高、加密效果良好且高效。

技术领域

本发明涉及一种信息加密技术，特别是涉及一种多图像加密方法。

背景技术

大数据时代下，无论在军事系统、电子政务、金融系统和日常生活等领域，每天都会产生庞大的图像信息。为保证这些信息内容不被窃取，图像加密技术在学术界和工业界引起了广泛的关注。多图像加密作为一种新的多媒体安全技术，具有高效的特征，逐渐引起研究者的关注。目前，研究者们已提出一些多图像加密方法。这些方法有的已被破译，有的安全性弱，有的效率低，有的加密图像幅数有限等问题，难以令人满意。

受二维Zigzag变换的启发，利用多图像的立体结构，建立了一个立体置乱模型。为提高多图像加密的安全性和效率，设计了一种基于立体置乱模型和分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform，FrFT）的多图像加密方法。该方法利用了立体置乱模型良好的置乱效果，以及FrFT良好的非线性和鲁棒性，有效地保护了多幅交互图像网络传输和存储的安全性。

发明内容

本发明的目的：针对现有多图像加密方法安全性弱或加密效率低等问题，提出一种基于立体置乱模型和FrFT的多图像加密方法。

本发明的技术方案：为实现上述发明目的，采用的技术方案为基于立体置乱模型和FrFT的多图像加密方法；令发送方为Alice，接收方为Bob；Alice的加密步骤详述如下：

步骤1：图像立方体构建：令k幅原始交互图像分别为I¹₁, I¹₂, …, I¹_k，其大小均为m×n，将它们叠加成一个图像立方体P_m×n×k；

步骤2：图像立方体分割：将P_m×n×k进行分割得到一个图像立方块集合R¹={r¹_i}，r¹_i为图像立方块，大小均为p×q×k；