[发明专利]图像加密方法及装置

权利要求书

1.一种图像加密方法，其特征在于，包括：

获取明文图像的哈希函数值，根据所述哈希函数值获取所述明文图像对应的第一密钥；

对所述明文图像进行稀疏变换处理，得到所述明文图像对应的离散矩阵；

通过所述第一密钥对所述离散矩阵进行置乱处理，得到置乱后的中间矩阵，所述中间矩阵对应置乱后的明文图像；

通过半张量压缩感知测量所述中间矩阵，输出第一加密矩阵，所述第一加密矩阵对应压缩加密后的明文图像；

其中，所述通过半张量压缩感知测量所述中间矩阵，输出第一加密矩阵，包括：

预先设置半张量测量模型中的参数α、参数β、测量矩阵φ₁、辅助矩阵φ₂；x为输入信号，y观测信号；其中，测量矩阵φ₁由混沌序列生成，为半张量积运算符号；

将所述中间矩阵作为所述半张量测量模型的输入信号，所述半张量测量模型输出的观测信号构成第一加密矩阵；

其中，传统矩阵乘法中，当矩阵A的列数C(A)与矩阵B的行数R(B)相等，则矩阵A和矩阵B可乘；所述半张量测量模型对应的矩阵半张量积包括将传统矩阵乘法推广到阶数不相等，即C(A)≠R(B)；

其中，在通过半张量压缩感知测量所述中间矩阵，输出第一加密矩阵之后，还包括：

通过logistic混沌序列置乱所述第一加密矩阵，得到第二加密矩阵，所述第二加密矩阵对应最终的密文图像；

所述通过logistic混沌置乱所述第一加密矩阵，得到第二加密矩阵，包括：

通过设置logistic混沌序列的混沌初值生成相应的logistic混沌序列，设置针对所述logistic混沌序列的采样初始位置为s，采样间隔为u，将采样得到的序列按照数值的大小进行升序排列，并通过序列n记录采样得到的升序序列中对应数值在所述logistic混沌序列的位置，按n序列置乱所述第一加密矩阵，得到第二加密矩阵，所述第二加密矩阵对应最终的密文图像；其中，所述混沌初值还作为第二密钥，所述第二密钥与第二加密矩阵、第一密钥被一起发送给接收端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取明文图像的哈希函数值，根据所述哈希函数值获取所述明文图像对应的第一密钥，包括：

通过SHA-256哈希函数处理所述明文图像，输出长度为256比特的输出数值，将所述256比特的输出数值按照预设的位数k划分成256/k个数值，将所述256/k个数值划分成3组；

将预设的3个初值分别添加至对应的组中，按照预设规则对每组中的数值进行异或处理，得到3个数值，将所述3个数值作为第一密钥。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述明文图像进行稀疏变换处理，得到所述明文图像对应的离散矩阵，包括：

对所述明文图像进行离散小波变换或者离散傅里叶变换，得到所述明文图像对应的离散矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第一密钥对所述离散矩阵进行置乱处理，包括：

采用Arnold变换置乱所述离散矩阵，Arnold变换是指：将离散矩阵中的数值进行重新排列；其中，所述第一密钥中的3个数值依次作为所述Arnold变换的置乱轮数、Arnold变换的置乱公式中的系数a、系数b。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述半张量测量模型包括测量矩阵φ₁和辅助矩阵φ₂；其中，半张量运算为其中表示半张量积运算，A∈R^m×n，x∈R^p，y∈R^mp/n，p＝lcm(n,p)，A为m行n列的测量矩阵，x为p维稀疏信号，y为mp/n维观测信号。