[发明专利]一种基于全排列变换的加密图像数据隐藏方法

权利要求书

1.一种基于全排列变换的加密图像数据隐藏方法，其特征在于，步骤如下：

S1：将大小为M×N的原始图像O使用流密码加密方式加密为大小为M×N的加密图像E；

S2：把加密图像E分割成p×q大小的不重叠的像素块，每个像素块作为一个加密块，其中EB_θ表示第θ个加密块；

S3：针对加密图像E中的所有加密块EB_θ，按照从左到右、从上到下的像素块扫描顺序，分别对每个像素块执行S31～S32以嵌入秘密信息；

S31：把加密块EB_θ分割成n个大小相同的子块，对这n个子块进行不重复的全排列操作，将所有排列组成排列列表；从排列列表中找到当前加密块EB_θ的排列，并从当前排列开始，顺着列表中的排列进行循环编号；

S32：遍历每一个加密块EB_θ，若加密块EB_θ生成的排列列表中有W项，通过在排列列表中基于秘密数据查找对应的排列并利用查找到的排列替换当前加密块排列，从而在该加密块中嵌入位的秘密数据；

S4：遍历完图像E中的每个像素块EB_θ后，将藏有秘密数据的加密图像E′发送给接收端。

2.根据权利要求1所述的基于全排列变换的加密图像数据隐藏方法，其特征在于，所述S1中，使用大小为M×N的伪随机矩阵作为进行图像加密所需的加密密钥K_E，其中伪随机矩阵中每个值的范围为0到255；然后，将大小为M×N的原始图像O的每个像素O(i,j)的8位二进制数和对应的加密密钥的8位二进制数，根据以下公式进行按位异或(XOR)操作得到加密后的二进制数，：

其中(i,j)表示对应图像中的坐标，i和j的范围分别为[1,M]和[1,N]，表示异或操作；上标x表示二进制的位，x＝1,2,…,8；

最后将每个像素加密后的二进制数转化为十进制数，得到加密图像E中对应位置加密后的像素。

3.根据权利要求2所述的基于全排列变换的加密图像数据隐藏方法，其特征在于，所述S2中，将加密图像E分割成4×4、8×8、16×16或32×32大小的不重叠的像素块。

4.根据权利要求3所述的基于全排列变换的加密图像数据隐藏方法，其特征在于，所述S31中，把加密块EB_θ分割成n个大小相同的子块，列出这n个子块的所有随机排列，并删除相同的排列，每一组保留的排列中n个子块组成与原加密块相同大小的块；然后，按照从上到下、从左到右的顺序，提取每个排列的像素值，从而使每个排列形成一个p×q维数组，然后根据这些p×q数组对所有排列进行从小到大的排序，形成排列列表；从排列列表中找到当前加密块EB_θ的排列，并将该排列的索引设置为0，其他排列顺着当前加密块的排列顺次循环编号。

5.根据权利要求4所述的基于全排列变换的加密图像数据隐藏方法，其特征在于，所述S32中，对于任一加密块EB_θ，嵌入位秘密数据的具体操作是：取出要嵌入块中的k位秘密数据，将其转换为十进制D，在排列列表中找到索引编号为D的排列，用它替换加密图像E中的当前加密块EB_θ，完成秘密数据的嵌入。

6.根据权利要求5所述的基于全排列变换的加密图像数据隐藏方法，其特征在于，所述S4中，将藏有秘密数据的加密图像E′发送给接收端。