吉林大学学报(工学版) ›› 2021, Vol. 51 ›› Issue (3): 1055-1059.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20200655

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基于区块链技术的双混沌可识篡改图像加密方法

沈淑涛(),尼玛扎西   

  1. 西藏大学 信息科学技术学院，拉萨 850012
  • 收稿日期:2020-08-27 出版日期:2021-05-01 发布日期:2021-05-07
  • 作者简介:沈淑涛（1979-），女，副教授.研究方向：图像处理,中文信息处理.E-mail:shenshutao20200826@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2017YFB1402200);西藏自治区重点研发计划项目(XZ201703-GC-09);西藏自治区自然科学基金项目(XZ2019ZRG-24)

Double chaos identifiable tampering image encryption method based on blockchain technology

Shu-tao SHEN(),Zha-xi NIMA   

  1. School of Information Science and Technology，Tibet University，Lhasa 850012，China
  • Received:2020-08-27 Online:2021-05-01 Published:2021-05-07

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257

摘要：

为了有效解决当前已有方法未能考虑图像加密算法抗差分性不好，使图像加密质量下降以及安全性能差的问题，结合区块链技术，设计并提出了一种基于区块链技术的双混沌可识篡改图像加密方法。该方法采用Kawakami超混沌形成超混沌序列进行图像像素置换；结合区块链技术，形成三维Bao系统的初始值；利用明文像素值和Bao系统形成加密序列，通过加密序列进行像素替代以及扩散，有效实现了双混沌可识篡改图像的加密。仿真实验结果表明，本文方法能够有效提升图像加密质量，提升加密效果。

关键词: 计算机应用, 区块链技术, 双混沌, 可识篡改图像, 明文像素值

Abstract:

Because the existing methods fail to consider the problem of poor anti difference， the quality of image encryption is reduced and the security performance is poor. In order to effectively solve the above problems， combined with the blockchain technology， a dual chaotic recognizable tamper image encryption method based on blockchain technology is designed and proposed. Kawakami hyperchaos are used to form hyperchaotic sequences for image pixel replacement. Combined with blockchain technology， the initial value of 3D Bao system is formed. The encryption sequence is formed by using plaintext pixel value and Bao system. The encryption sequence is replaced and diffused by the encryption sequence， which effectively realizes the encryption of double chaotic recognizable tamper image. Simulation results show that the proposed method can effectively improve the quality of image encryption and enhance the encryption effect.

Key words: computer application, blockchain technology, double chaos, recognizable tampered image, plaintext pixel value

中图分类号: 

  • TP393

图1

混沌系统的分类"

图2

实验样本图像"

图3

不同方法的加密质量对比"

表1

不同方法的密文熵值对比结果"

方法密文熵值
本文方法8.893
基于超混沌系统的图像加密算法8.841
基于交叉混沌映射的小波域图像加密算法8.012
1 冉维, 韦鹏程, 段昂. 融合多混沌映射和DNA编码的图像加密算法[J]. 计算机工程与设计, 2018, 39(7):228-234.
Ran Wei, Wei Peng-cheng, Duan Ang. Image encryption algorithm combining multiple chaotic maps and DNA encoding[J]. Computer Engineering and Design, 2018, 39(7):228-234.
2 胡春杰, 陈晓, 陈霞. 基于改进广义Arnold映射的多混沌图像加密算法[J]. 包装工程, 2017, 38(3):144-149.
Hu Chun-jie, Chen Xiao, Chen Xia. Multi-chaotic image encryption algorithm based on improved generalized Arnold map[J]. Packaging Engineering, 2017, 38(3):144-149.
3 姚丽莉, 袁操今, 强俊杰, 等. 基于Gyrator变换和矢量分解的非对称图像加密方法[J]. 物理学报, 2016, 65(21):214203.
Yao Li-li, Yuan Cao-jin, Qiang Jun-jie, et al. Asymmetric image encryption method based on Gyrator transformation and vector decomposition[J]. Acta Physica Sinica, 2016, 65(21):No.214203.
4 林青, 王延江, 王珺. 基于超混沌系统的图像加密算法[J]. 中国科学:技术科学, 2016, 46(9):910-912.
Lin Qing, Wang Yan-jiang, Wang Jun. Image encryption algorithm based on hyperchaotic system[J]. Science China: Technical Sciences, 2016, 46(9):910-912.
5 闫兵, 柏森, 刘博文,等. 基于交叉混沌映射的小波域图像加密算法[J]. 计算机应用研究, 2018, 35(6):203-205, 217.
Yan Bing, Bai Sen, Liu Bo-wen, et al. Image encryption algorithm in wavelet domain based on cross-chaotic mapping[J]. Application Research of Computers, 2018, 35(6):203-205, 217.
6 底晓强,王英政,李锦青,等. 基于量子细胞神经网络超混沌的视频加密方法[J]. 吉林大学学报:工学版,2018,48(3):919-928.
Di Xiao-qiang, Wang Ying-zheng, Li Jin-qing, et al. Video encryption method based on hyperchaos of quantum cellular neural networks[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2018,48(3):919-928.
7 韩思敏, 张薇, 张翔,等. 基于光场成像原理和混沌系统的多图像加密方法[J]. 光子学报, 2020, 49(3):199-208.
Han Si-min, Zhang Wei, Zhang Xiang, et al. Multi-image encryption method based on light field imaging principle and chaotic system[J]. Acta Photonica Sinica, 2020, 49(3):199-208.
8 唐永军. 基于伪随机的图像水印算法[J]. 液晶与显示, 2020, 35(3):287-291.
Tang Yong-jun. Image watermarking algorithm based on pseudo-random[J]. Liquid Crystal Display, 2020, 35(3):287-291.
9 韩家伟,刘衍珩,孙鑫,等. 基于量子密钥和云服务的身份加密方案[J]. 吉林大学学报:工学版,2018,48(2):551-557.
Han Jia-wei, Liu Yan-heng, Sun Xin, et al. Identity-based encryption scheme based on cloud and quantum keys[J] . Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2018,48(2):551-557.
10 赵锋, 吴成茂. 自编码和超混沌映射相结合的图像加密算法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2016, 28(1):119-128.
Zhao Feng, Wu Cheng-mao. Image encryption algorithm combining self-encoding and hyperchaotic mapping[J]. Journal of Computer Aided Design and Graphics, 2016, 28(1):119-128.
[1] 刘元宁,吴迪,朱晓冬,张齐贤,李双双,郭书君,王超. 基于YOLOv3改进的用户界面组件检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(3): 1026-1033.
[2] 朱小龙,谢忠. 基于机器学习的地理空间数据抽取算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(3): 1011-1016.
[3] 欧阳丹彤,刘扬,刘杰. 故障响应指导下基于测试集的故障诊断方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(3): 1017-1025.
[4] 钱榕,张茹,张克君,金鑫,葛诗靓,江晟. 融合全局和局部特征的胶囊图神经网络[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(3): 1048-1054.
[5] 魏晓辉,周长宝,沈笑先,刘圆圆,童群超. 机器学习加速CALYPSO结构预测的可行性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 667-676.
[6] 周炳海,吴琼. 基于多目标的机器人装配线平衡算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 720-727.
[7] 顾天奇,胡晨捷,涂毅,林述温. 基于移动最小二乘法的稳健重构方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 685-691.
[8] 许骞艺,秦贵和,孙铭会,孟诚训. 基于改进的ResNeSt驾驶员头部状态分类算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 704-711.
[9] 王小玉,胡鑫豪,韩昌林. 基于生成对抗网络的人脸铅笔画算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(1): 285-292.
[10] 方明,陈文强. 结合残差网络及目标掩膜的人脸微表情识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(1): 303-313.
[11] 宋元,周丹媛,石文昌. 增强OpenStack Swift云存储系统安全功能的方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(1): 314-322.
[12] 赵宏伟,刘晓涵,张媛,范丽丽,龙曼丽,臧雪柏. 基于关键点注意力和通道注意力的服装分类算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2020, 50(5): 1765-1770.
[13] 管乃彦,郭娟利. 基于姿态估计算法的组件感知自适应模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2020, 50(5): 1850-1855.
[14] 李阳,李硕,井丽巍. 基于贝叶斯模型与机器学习算法的金融风险网络评估模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2020, 50(5): 1862-1869.
[15] 周炳海,何朝旭. 基于线边集成超市的混流装配线动态物料配送调度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2020, 50(5): 1809-1817.
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