[发明专利]基于预存储和n维Arnold变换的多图像快速加密方法

说明书

针对图像加密方法效率低和加密容量有限的问题，受著名的外部设备联机并行操作（Simultaneous Peripheral Operations On‑Line，Spooling）系统启发，采取空间换取时间的思想，设计了一种基于预存储和n维Arnold变换的多图像快速加密方法。在加密前，预计算周期T个新变换矩阵，并将其分别保存到T个文本文件中。在加密时，从第t∈[1,T‑1]个文本文件中读取对应的新变换矩阵，并对原始图像进行一次新n维Arnold变换，等价于t次传统n维Arnold变换迭代，可得加密图像。实验表明：该方法操作简单，可明显提高图像加密效率，能够同时保护多幅图像内容的安全。

技术领域

本发明涉及图像加密领域，具体涉及一种基于预存储和 n维Arnold变换的多图像快速加密方法。

背景技术

随着信息化程度的不断提高和互联网的广泛使用，在政治、经济和军事等多个领域中，无时无刻都会产生大量的重要图像信息。因此，信息的泄露、篡改等问题不容忽视，研究高效、安全的图像加密方法意义重大。

大数据时代下，信息传输能力不断增强 ，单图像加密传输已经不能满足人们的需求。目前，多图像加密方法大多基于多种加密技术的结合，操作复杂。因此，有必要研究操作容易并且加密效果良好的多图像加密方法。

图像加密方法通常对算法效率要求较高，而对存储空间开销即占用的存储空间大小要求不高。

Arnold变换是一种常用的图像加密方法，具有周期性。然而，它计算量大，特别是当选取迭代次数较大时，会导致加密效率很低。基于此，受著名的外部设备联机并行操作（Simultaneous Peripheral Operations On-Line，Spooling）系统启发，考虑利用空间换取时间的思路来提高Arnold变换的效率。

发明内容

本发明的目的：针对图像加密方法效率低和加密容量有限的问题，提出一种基于预存储和 n维Arnold变换的多图像快速加密方法。

本发明的技术方案：为实现上述发明目的，采用的技术方案为一种基于预存储和 n维Arnold变换的多图像快速加密方法，图像加密步骤详述如下：

1. 基于预存储和 n维Arnold变换多图像快速加密方法，其特征在于，加密过程步骤如下：

步骤1：计算变换周期：令原始图像为 n幅大小为 m× m的灰色图像 I¹,  I², …,  Iⁿ，计算：

，                             （1）