1.一种图像数据PUF安全加密系统，其特征在于，包括：置乱模块、SM4加解密模块、PUF模块以及功耗平衡模块，其中：

所述置乱模块用于对接收到的原始图像进行置乱操作，得到置乱图像；

所述SM4加解密模块用于利用轮函数以及反序变换对置乱图像进行加解密操作，包括：对置乱图像进行N轮的迭代运算，其中每一轮迭代运算输出的前三列的数据作为下一轮输入的后三列数据，下一轮输入的第一列数据由轮函数计算；其中，轮函数包括T函数，T函数中设置有S盒以及线性变换；轮函数的输入为每一轮迭代运算输入数据的后三列以及密钥；在经过N轮迭代运算后，最后一轮的输出经过反序变换后，得到加密图像；

所述PUF模块用于产生所述密钥以及图像置乱操作时所需要的初始值；

所述功耗平衡模块中设置有SM加解密模块的互补SM4电路；互补SM4电路包括互补S盒、互补线性变换以及互补反序变换，用于产生所述加密图像的互补加密图像。

2.根据权利要求1所述的图像数据PUF安全加密系统，其特征在于，所述置乱操作，包括：

取原始图像的灰度图Z的大小为M*N，将原始灰度图进行弓字扫描，灰度图像Z的每个像素值都用16进制来表示，并且将M*N的二维像素值数据变换成一维像素值数据，将M*N的一维数据转化成若干个4*4大小的矩阵方块构成的图像像素集合q(n)，利用Logistic来产生相对应的实值混沌序列c(n)，将这两个同样大小的矩阵来对其进行异或得到图像像素值集合：

上式中，μ是一种分叉数值，当μ∈[1.40115,2]时系统会进入一种混沌的状态，xn态会通过给定的初始激励x0，带入式1循环得出；

将产生的图像像素值集合p(n)作为以下映射的输入：参数a和b是两个正整数，x、y代表集合p(n)中的像素值所对应的坐标，N代表图像矩阵代表的阶数，(x′,y′)为置乱图像p′(n)的像素坐标；向Logistic中输入初始条件(x0,μ)，x0∈(‑1，1)中的一个值，这两个值由PUF模块随机产生。

3.根据权利要求1所述的图像数据PUF安全加密系统，其特征在于，所述轮函数表示为：其中，(Xi，Xi+1，Xi+2，Xi+3)为每一轮迭代的输入数据，i表示迭代轮数，rki表示密钥；

T函数中的S盒用于对输入其中的数据 进行非线性操作；对输入数据A，将其高四位作为行，低四位作为列，在S盒中进行寻址以输出16进制数作为S盒的输出B；

T函数中的线性变换表示为：

4.根据权利要求1所述的图像数据PUF安全加密系统，其特征在于，所述反序变换，用于将经过N轮迭代后输出的数据按列进行顺序颠倒。

5.根据权利要求1所述的图像数据PUF安全加密系统，其特征在于，所述PUF模块在接收到激励时，其中的PUF电路将会产生硬件唯一ID，此ID将作为SM4加解密模块的密钥rki，并随机产生图像置乱所需要的初始值x0与μ。

6.根据权利要求1所述的图像数据PUF安全加密系统，其特征在于，所述互补S盒以输入数据为所述数据A的补码数据A’，补码数据A’在互补S盒中，将高四位作为行，低四位作为列，通过互补S盒进行寻址，输出B’，存在以下关系：(n为位宽)

SM加解密模块中的线性变换得到的结果C1，与互补SM4电路中互补线性变换输出的结果C1’，存在以下关系：

(n为位宽)

互补反序变换与SM加解密模块中的反序变换也满足以上规律；

对于SM4加解密模块、互补SM4电路构成的双互补加密电路，N轮的迭代运算的输入都有对应的互补输入；原始灰度图像经过SM4加解密模块的N轮迭代后，通过反序变换得到加密图像；通过互补SM4电路得到互补加密图像，满足：(n为位宽)。

7.根据权利要求1所述的图像数据PUF安全加密系统，其特征在于，所述图像数据PUF安全加密系统还包括：

串口通信模块，用于利用串口来传输数据，将客户端需要加解密的数据通过串口通信模块传入到服务器端进行加解密操作；

服务器，用于对传输来的待加密的原始图像经过置乱模块利用置乱算法进行置乱操作，得到的置乱图像会保存在服务器端口，利用系统的内核层可以驱动硬件的特性，来调用SM4加解密模块，实现加解密的操作。

8.一种图像数据PUF安全加密系统的加密方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，对于待加密的图像数据，首先通过串口传输模块，将待加密的原始图像保存在服务器，待加密的原始图像通过置乱模块后得到新的置乱图像；

步骤二，服务器产生一个激励使得PUF模块生成硬件唯一ID作为加密密钥，也会产生两个数值x0和μ，将加密密钥和x0、μ发送至服务器端并保存，x0、μ用于图像置乱模块的置乱过程，密钥可以供SM4加密时使用；

步骤三，置乱图像与加密密钥发送至SM4加解密模块，通过SM4加解密模块得到加密图像，双互补SM4电路能够将加密时所产生的功耗进行平均化处理，进而抵御功耗攻击；

步骤四，加密图像从服务器端发送至客户端，客户端接收到加密图像，完成图像加密。