一種對圖像進(jìn)行二次加密、解密方法以及水印信息篡改區(qū)域定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像加密和數(shù)字水印技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種對圖像進(jìn)行二次加密、 解密方法W及水印信息篡改區(qū)域定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在混濁密碼學(xué)的研究過程中，?？卺槍?shù)字圖像的混濁加密算法受到了重點關(guān) 注。由于數(shù)據(jù)量較大的圖像一般都被分塊處理，且對靜止圖像數(shù)據(jù)的加密主要設(shè)及到像素 置亂和像素值改變兩個方面，因而該些算法都屬于分組加密算法的范疇。
[0003] 與一般的置亂相比，混濁具有W下優(yōu)點：
[0004] (a)形式簡單。只要具備混濁映射的參數(shù)和初始條件就可W很方便地生成、復(fù)制混 濁序列，而不必浪費空間來存儲很長的整個序列。
[000引 化）初始條件敏感性。一般不同的初始值，即使相當(dāng)接化迭代得到的混濁軌跡序 列都不相同。同時，混濁動力系統(tǒng)具有確定性，給定相同的初始值，其相應(yīng)的軌跡肯定相同。 從安全的角度考慮，在一般情況下，很難從一段有限長度推斷混濁序列的初始條件。
[0006] (C)保密性好。如果不知道混濁模型及相關(guān)參數(shù)，幾乎不能破譯。因此，混濁數(shù)字 水印信號可W有效地解決實際應(yīng)用中大量數(shù)字水印的產(chǎn)生問題。
[0007] 當(dāng)時如果第=者得知混濁模型及相關(guān)參數(shù)，則圖像就能被破譯，危害信息安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的在于提供一種對圖像進(jìn)行二次加密、解密方法W及水印信息篡改區(qū) 域定位方法，該方法能夠保證圖像信息的安全性，而且，加密過的密文圖像也具有身份認(rèn)證 功能，還能定位出水印信息篡改區(qū)域。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明對圖像進(jìn)行二次加密方法，包括W下步驟：
[0010] 1)利用混濁序列對數(shù)字信息進(jìn)行加密得到混濁加密圖像；
[0011] 。向混濁加密圖像中嵌入水印圖像W，得到含有水印的二次加密圖像。
[0012] 2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的對圖像進(jìn)行二次加密方法，其特征在于，所述的步驟1) 利用混濁序列對圖像信息進(jìn)行加密的方法為：對圖像進(jìn)行采樣，獲取圖像矩陣大小NXN， 然后利用貓臉變換式
【主權(quán)項】
1. 一種對圖像進(jìn)行二次加密方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 利用混沌序列對數(shù)字信息進(jìn)行加密得到混沌加密圖像； 2) 向混沌加密圖像中嵌入水印圖像W，得到含有水印的二次加密圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對圖像進(jìn)行二次加密方法，其特征在于，所述的步驟1)利用 混沌序列對圖像信息進(jìn)行加密的方法為：對圖像進(jìn)行采樣，獲取圖像矩陣大小NXN，然后 利用貓臉變換式
對圖像矩陣進(jìn)行η次離散化的Arnold變換，以使圖像的像素位 置（x，y)的灰度值移動到圖像變換后的像素位置（x'，y'），得到混沌加密圖像；其中，且P' =(AnXP)modN，η為大于等于1的整數(shù)；A，示貓臉變換式A的η次連乘，P = (X，y) τ，且 P表示圖像的像素位置；=(?，太）τ，且P表示對圖像的像素位置P進(jìn)行η次矩陣 變換的結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對圖像進(jìn)行二次加密方法，其特征在于，步驟2)中向混沌加 密圖像中嵌入水印圖像W包括以下步驟： 2. 1)將混沌加密圖像讀取到二維數(shù)組I中，將水印圖像W讀取到二維數(shù)組W中；將二 維數(shù)組I中的混沌加密圖像以及二維數(shù)組W中的水印圖像W均分割為互補(bǔ)覆蓋的MXM個 圖像子塊； 2.2)計算混沌加密圖像中每個圖像子塊的平均灰度m，然后通過每個圖像 子塊的平均灰度m得到混沌加密圖像的方差〇 2;其中，
，1^表示每個圖像子塊中包含像素點數(shù)；x(i，j)代表圖像子塊 中矩陣位置（i，j)的灰度值； 2. 3)對混沌加密圖像和水印圖像W的每個圖像子塊均進(jìn)行MXMDCT變換，得到變換后 混沌加密圖像和變換后水印圖像； 2.4)按照混沌加密圖像中每個圖像子塊的方差〇2由大到小的順序，依次將變換后水 印圖像嵌入到的變換后混沌加密圖像中，然后進(jìn)行MXMDCT反變換，實現(xiàn)混沌加密圖像中 各圖像子塊的水印圖像嵌入，最后合并混沌加密圖像中各圖像子塊，得到含有水印的二次 加密圖像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對圖像進(jìn)行二次加密方法，其特征在于：所述的步驟2. 4)將 變換后的水印圖像嵌入到的變換后的混沌加密圖像中采用加法準(zhǔn)則或乘法準(zhǔn)則實現(xiàn)。
5. -種基于權(quán)利要求1?4中任意一項權(quán)利要求所述的對圖像進(jìn)行二次加密方法的解 密方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 從含有水印的二次加密圖像中提取出水印圖像，得到混沌加密圖像； 2) 利用混沌序列對混沌加密圖像進(jìn)行解密，得到原始圖像信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的解密方法，其特征在于，所述的步驟1)從含有水印的二次加 密圖像中提取出水印圖像的方法包括以下步驟： I. 1)將含有水印的二次加密圖像進(jìn)行DCT域變換，然后利用DCT域變換后的頻域系數(shù) V' JP DCT域變換前的頻域系數(shù)V i之差確定含有水印的二次加密圖像中含有水印的圖像 子塊的序列起始位置； 1. 2)自含有水印的圖像子塊的序列起始位置開始，計算每個含水印的圖像子塊的平均 灰度m，然后通過每個含水印的圖像子塊的平均灰度m得到每個含水印的圖像子塊的方差 σ2;按照含水印的圖像子塊的方差σ 2由大到小的順序進(jìn)行排序，按照順序提取前K個含水 印的圖像子塊中的水印信息，得到混沌加密圖像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的解密方法，其特征在于：所述的步驟3)利用混沌序列對混沌 加密圖像進(jìn)行解密是通過Arnold變換的周期性實現(xiàn)的。
8. -種含有水印的二次加密圖像中水印信息篡改區(qū)域定位方法，其特征在于，基于權(quán) 利要求6所述的解密方法，包括以下步驟： 1) 按照順序提取含水印的圖像子塊中的水印信息形成IXK的一維水印序列；將一維 水印序列重組成rXr的二維水印矩陣以對水印圖像進(jìn)行恢復(fù)，得到恢復(fù)后的水印圖像W。； 2) 將恢復(fù)后的水印圖像W。置亂，并與加密過程中嵌入的水印圖像W進(jìn)行比較，得到恢 復(fù)后的水印圖像W。中的水印解碼錯誤W e，再對水印解碼錯誤We進(jìn)行Baker反變換，得到反 變換后水印解碼錯誤W be; 3) 將水印解碼錯誤We與反變換后水印解碼錯誤W 行對比，定位出水印圖像中的篡 改區(qū)域。
【專利摘要】一種對圖像進(jìn)行二次加密、解密方法以及水印信息篡改區(qū)域定位方法，利用混沌序列對數(shù)字信息進(jìn)行加密得到混沌加密圖像；向混沌加密圖像中嵌入水印圖像W，得到含有水印的二次加密圖像。從含有水印的二次加密圖像中提取出水印圖像，得到混沌加密圖像；利用混沌序列對混沌加密圖像進(jìn)行解密，得到原始圖像信息。將提取出的水印圖像Wc置亂，并與加密過程中嵌入的水印圖像W進(jìn)行比較，對得到的水印解碼錯誤We進(jìn)行Baker反變換，接著將反變換結(jié)果與水印解碼錯誤We對比，定位出水印圖像中的篡改區(qū)域。該方法能夠保證圖像信息的安全性，而且加密過的密文圖像也具有身份認(rèn)證功能，還能定位出水印信息篡改區(qū)域。
【IPC分類】G06T1-00, G06T7-00
【公開號】CN104537600
【申請?zhí)枴緾N201410783746
【發(fā)明人】兀旦暉, 趙晨飛
【申請人】陜西科技大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月16日