使用Mathematica编写一段完整的wolfram程序实现图像加密算法IEA的加密与解密程序

在Mathematica中，我们可以利用其强大的图像处理功能来实现图像加密算法，比如基于位的操作的图像加密算法IEA（Image Encryption Algorithm）。下面是一个简单的例子，展示如何创建一个基本的IEA加密和解密过程。请注意，这只是一个简化版的示例，并未涉及真正的密码学安全机制。

(* 加密函数 *)
EncryptImage[img_, key_] := Module[
  {rowSize, colSize, pixelData, encryptedData},
  rowSize = ImageDimensions[img][[1]];
  colSize = ImageDimensions[img][[2]];
  pixelData = ImageData[img];
  
  (* 将像素数据转化为二进制数组 *)
  binaryData = IntegerDigits[pixelData, 2, 8];

  (* 应用异或操作（实际应用中应替换为更复杂的混淆步骤）*)
  encryptedData = Mod[Flatten[binaryData] XOR Key[[;; rowSize * colSize]], 2];

  (* 创建一个新的图像对象 *)
  encryptedImg = Image[ArrayReshape[encryptedData, {rowSize, colSize}], "Byte", ColorSpace -> "Grayscale"];
  Return@encryptedImg
]

(* 解密函数 *)
DecryptImage[encryptedImg_, key_] := Module[
  {rowSize, colSize, encryptedData, decryptedData},
  rowSize = ImageDimensions[encryptedImg][[1]];
  colSize = ImageDimensions[encryptedImg][[2]];
  encryptedData = Flatten@ImageData[encryptedImg];
  
  (* 进行异或操作恢复原数据 *)
  decryptedData = Mod[encryptedData XOR key[[;; rowSize * colSize]], 2];

  (* 转换回像素数据并生成解密后的图像 *)
  decryptedData = IntegerDigits[decryptedData, 2, 8];
  Return@Image[ArrayReshape[decryptedData, {rowSize, colSize}], "Byte", ColorSpace -> "Grayscale"]
]

(* 示例：加密和解密一张图片 *)
key = RandomInteger[{0, 255}, {1, 8*32*32}]; (* 生成随机密钥，这里假设是8x32x32位 *)
img = ExampleData[{"TestImage", "Lena"}];   (* 选择一个图像作为输入 *)

encrypted = EncryptImage[img, key];
decrypted = DecryptImage[encrypted, key];

Row[{img, "（Original）", encrypted, "（Encrypted with key）", decrypted, "（Decrypted）"}]