東北大學(xué)朱廣冬獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉東北大學(xué)申請的專利一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN116418920B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202310378447.1,技術(shù)領(lǐng)域涉及:H04N1/32;該發(fā)明授權(quán)一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法是由朱廣冬;張偉;朱志良;于海設(shè)計(jì)研發(fā)完成,并于2023-04-11向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明提供一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法,涉及圖像加密技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先將明文圖像的像素全部標(biāo)記為易感狀態(tài),并使用偽隨機(jī)數(shù)生成器生成偽隨機(jī)數(shù);然后根據(jù)偽隨機(jī)數(shù),選擇天然免疫像素和初始感染像素;再根據(jù)處于感染狀態(tài)的像素的位置,在感染像素所在的行和列,以及八鄰域范圍內(nèi)進(jìn)行“疾病”傳播,最終確定感染狀態(tài)的像素以及處于易感和接種狀態(tài)的像素;最后,根據(jù)處于感染狀態(tài)的像素被感染的先后順序、處于易感和接種狀態(tài)的像素位置的先后順序重新排列密文圖像像素的位置,改變像素的像素值,得到密文圖像。該方法提高了加密速度,且使密文圖像具備強(qiáng)魯棒性,可以在密文圖像存在數(shù)據(jù)丟失或參雜噪聲時盡可能的還原明文圖像的內(nèi)容。
本發(fā)明授權(quán)一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法在權(quán)利要求書中公布了:1.一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法,其特征在于: 將明文圖像的像素全部標(biāo)記為易感狀態(tài)S,并使用偽隨機(jī)數(shù)生成器生成偽隨機(jī)數(shù); 根據(jù)偽隨機(jī)數(shù)生成器生成的偽隨機(jī)數(shù),選擇天然免疫像素和初始感染像素; 根據(jù)處于感染狀態(tài)的像素的位置,在感染像素所在的行和列,以及八鄰域范圍內(nèi)進(jìn)行“疾病”傳播,最終確定感染狀態(tài)I的像素以及處于易感S和接種狀態(tài)V的像素; 根據(jù)處于感染狀態(tài)I的像素被感染的先后順序、處于易感S和接種狀態(tài)V的像素位置的先后順序重新排列密文圖像像素的位置,同時改變像素的像素值,最終得到密文圖像; 包括以下步驟: 步驟1:遍歷明文圖像,將全部的明文像素標(biāo)記為易感狀態(tài)S,并獲得明文圖像的像素值累加和Cpixel; 步驟2:使用Chen混沌系統(tǒng)作為偽隨機(jī)數(shù)生成器,并使用明文圖像像素值累加和Cpixel對Chen混沌系統(tǒng)需要的密鑰Key′1進(jìn)行處理,得到密鑰Key1,使得在使用相同的密鑰對僅存在細(xì)微差別的明文圖像進(jìn)行加密操作時,獲得截然不同的密文圖像,從而有效抵御差分攻擊; 步驟3:將偽隨機(jī)數(shù)生成器迭代計(jì)算Npre次,使混沌系統(tǒng)達(dá)到混沌狀態(tài),將偽隨機(jī)數(shù)生成器每次迭代輸出的偽隨機(jī)數(shù)均記為Npseudo,偽隨機(jī)數(shù)生成器輸出的偽隨機(jī)數(shù)在0,1之間均勻分布,并將迭代計(jì)算的次數(shù)Npre以作為密鑰之一,來控制整個偽隨機(jī)數(shù)生成器的輸出; 步驟4:根據(jù)天然免疫率Rn和偽隨機(jī)數(shù)Npseudo在明文圖像選擇個天然免疫像素作為天然免疫個體,并將這些像素標(biāo)記為接種狀態(tài)V,其中,width和height分別為明文圖像的長和寬; 步驟5:根據(jù)偽隨機(jī)數(shù)Npseudo在明文圖像中隨機(jī)選擇一個像素作為初始感染像素,將其狀態(tài)標(biāo)記為感染狀態(tài)I,即初始感染者; 步驟6:將初始感染像素所在的行和列作為其參與的社交網(wǎng)絡(luò),完成初始感染像素的社交網(wǎng)絡(luò)感染;此時的感染策略為:每個位于社交網(wǎng)絡(luò)的像素均存在50%的概率被感染,像素被感染的前后順序決定了其在密文圖像中的位置; 步驟7:完成初始感染像素的社交網(wǎng)絡(luò)感染后,根據(jù)初始感染像素的位置,將整個明文圖像分為四個“社區(qū)”,社交網(wǎng)絡(luò)中除初始感染像素外的所有感染像素將會回到對應(yīng)的“社區(qū)”中的對應(yīng)位置; 步驟8:為了進(jìn)一步打破密文圖像像素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,對明文圖像中的易感像素進(jìn)行一輪疫苗接種;即根據(jù)個偽隨機(jī)數(shù)Npseudo,在明文圖像的易感像素中隨機(jī)選擇5%的像素,將其狀態(tài)變換為接種狀態(tài)V; 步驟9:對回到對應(yīng)社區(qū)位置后的感染像素,分別進(jìn)行社交傳播和家庭傳播; 步驟10:在執(zhí)行步驟5-9的過程中,記錄易感像素的剩余數(shù)量,然后找到位于明文圖像中心的易感像素開始向其兩側(cè)交替?zhèn)鞑ィ?步驟11:針對不同時期感染的感染像素,采取不同的康復(fù)率對其進(jìn)行處理;對于初始感染像素傳染的像素,設(shè)定康復(fù)率為80%,對于后續(xù)的感染像素,康復(fù)率為60%:對于每一個處于感染狀態(tài)的像素,均使用偽隨機(jī)數(shù)生成器獲取一個偽隨機(jī)數(shù)Npseudo,若偽隨機(jī)數(shù)Npseudo小于等于康復(fù)率,則將當(dāng)前像素的狀態(tài)改為痊愈狀態(tài)V,進(jìn)一步提升了本算法抵御差分攻擊能力; 步驟12:將明文圖像中的感染像素以及易感狀態(tài)像素和接種狀態(tài)像素按照位置順序依次存入密文圖像中,并改變各像素的灰度值。
如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)@麢?quán)人東北大學(xué),其通訊地址為:110819 遼寧省沈陽市和平區(qū)文化路3號巷11號;或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。
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