图像加密算法,实现图像加密和解密代码

图像加密算法是一种用于保护数字图像安全的技术，通常结合了数学、计算机科学和密码学原理。基本流程包括以下几个步骤：

1. **预处理**：对原始图像进行像素操作，如灰度化、量化等，以便于加密。

2. **关键生成**：随机生成或确定一个密钥，用于后续的加密过程，这可能是基于某种复杂的算法，如混沌系统或伪随机数生成器。

3. **加密**：应用特定的加密函数（比如替换式加密或流加密），将图像数据与密钥结合起来，形成密文。常见的方法有像素级操作（如位移、旋转）、频率域变换（如傅里叶变换）或混合多种变换。

4. **混淆**：为了增加破解难度，有时会对加密后的图像进行额外的混淆处理。

5. **解密**：通过相同的密钥和对应的操作步骤，将密文恢复成原始图像。

以下是一个简单的Python示例，使用异或(XOR)运算作为图像加密的一种简单实现。请注意，实际的加密算法会更复杂，并可能依赖于库（如OpenCV）：

import cv2
import numpy as np

def xor_encrypt(img, key):
    # 将图片转换为二进制数组
    img_array = img.astype(np.uint8)
    
    # 遍历像素，用密钥进行异或操作
    encrypted_img = np.bitwise_xor(img_array, key)
    
    return encrypted_img

def xor_decrypt(encrypted_img, key):
    return np.bitwise_xor(encrypted_img, key)

# 加载图片
img = cv2.imread('image.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

# 示例密钥，假设为100个随机像素值组成的向量
key = np.random.randint(0, 256, size=img.shape[0] * img.shape[1]).reshape(img.shape)

# 加密和解密过程
encrypted_img = xor_encrypt(img, key)
decrypted_img = xor_decrypt(encrypted_img, key)

cv2.imwrite('encrypted_image.jpg', encrypted_img)
cv2.imwrite('decrypted_image.jpg', decrypted_img)