[发明专利]一种基于SM4与SM2算法的图像加密与解密方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于SM4与SM2算法的图像加密与解密方法及装置，该加密方法包括：获取待加密的彩色数字图像进行预处理，将预处理后的数据进行段分割，每段为N字节的数据流，末尾段不足N字节时，采用标识符进行数据填充；将每段数据采用预设模式进行SM4加密，获得相应每段的加密数据；利用SM2对SM4的对称密钥进行非对称加密，得到SM4对称密钥的加密密文；将彩色数字图像对应的加密数据、SM4对称密钥的加密密文、彩色数字图像的长度和宽度，作为加密结果进行存储、传输。该方法可提升其加密的稳定性与安全性，使得非法攻击者难以破解截获的加密图像信息，又能大幅降低计算复杂度，有利于大数据量图像信息的加密维护。

技术领域

本发明属于计算机信息安全技术领域，特别涉及一种基于SM4与SM2算法的图像加密与解密方法。

背景技术

现有的图像加密技术不但加密效率低下，还存在严重的安全隐患。其中一类图像加密算法是通过裁剪、拼接、置乱、分割与重组等对图像进行空间域的简单操作，其安全性能较差，极易被破解。另一类图像加密算法通过复杂加密算法，比如使用压缩加密方法jpeg、熵编码等，使得其计算效率大大降低，同时造成图像数据一定程度的失真，限制了其在医疗、遥感等数据精度敏感度极高领域的应用。

因此，针对现有的图像加密如何提高加密安全性，如何提高加密计算效率，且不易对图像造成失真，成为同行从业人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于SM4与SM2算法的图像加密与解密方法及装置，可解决彩色图像加密安全性低、加密计算效率低且容易造成图像失真的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明实施例提供一种基于SM4与SM2算法的图像加密方法，包括：

获取待加密的彩色数字图像进行预处理；

将预处理后的数据进行段分割，每段为N字节的数据流，末尾段不足N字节时，采用标识符进行数据填充；

将每段数据采用预设模式进行SM4加密，获得相应每段的加密数据；

利用SM2对SM4的对称密钥进行非对称加密，得到所述SM4对称密钥的加密密文；

将所述彩色数字图像对应的加密数据、所述SM4对称密钥的加密密文、所述彩色数字图像的长度和宽度，作为加密结果进行存储、传输。

进一步地，获取待加密的彩色数字图像进行预处理，包括：

获取待加密的彩色数字图像，变换为三个单通道灰度图像；

将所述三个单通道灰度图像从二维数据格式变换为一维数据。

进一步地，将预处理后的数据进行段分割，每段为N字节的数据流，末尾段不足N字节时，采用标识符进行数据填充，包括：

对一维数据进行段分割，分为每段为8、16、24或32字节的数据流，末尾段不足相应字节时，采用标识符进行数据填充。

进一步地，将每段数据采用预设模式进行SM4加密，获得相应每段的加密数据，包括：

将每段数据采用ECB、CBC、CFB、OFB或CTR模式进行SM4加密，获得相应每段的加密数据。

第二方面，本发明实施例还提供一种基于SM4与SM2算法的图像加密装置，包括：

获取预处理模块，用于获取待加密的彩色数字图像进行预处理；

分割填充模块，用于将预处理后的数据进行段分割，每段为N字节的数据流，末尾段不足N字节时，采用标识符进行数据填充；

SM4加密模块，用于将每段数据采用预设模式进行SM4加密，获得相应每段的加密数据；