[发明专利]一种基于平衡规则的仿生元胞自动机的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于平衡规则的仿生元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，该加密方法包括以下步骤：

步骤1，提取明文图像的像素矩阵I_m×n，其中，m是明文图像的高度，n是明文图像的宽度；

步骤2，将明文图像的像素矩阵I_m×n转换成长度为m×n的一维序列，然后在该一维序列末尾填充伪随机数，所填充的伪随机数的长度填充完成后的一维序列长度为

步骤3，将填充完成后的一维序列转换为二进制序列，该二进制序列长度为然后将该二进制序列转换成两个二进制正方形矩阵I′_a×a和矩阵I″_a×a，其中，a为二进制正方形矩阵的边长，值为

步骤4，将二进制正方形矩阵I′_a×a和I″_a×a分别作为仿生元胞自动机的两个初始状态C⁰和C¹，其中，C⁰表示t＝0时刻仿生元胞自动机的状态，C¹表示t＝1时刻仿生元胞自动机的状态；

步骤5，从仿生规则中选取平衡规则F作为密钥，并确定迭代的次数d；平衡规则F＝Bx/Dy，其中，B表示重生，D表示死亡；Bx表示当前元胞死亡，如果它的邻域内必须出现规则号x规定的存活元胞数量，那么在下一时刻，该元胞重生，否则，仍为死亡；Dy表示当前元胞存活，如果它的邻域内必须出现规则号y规定的存活元胞数量，那么在下一时刻，该元胞死亡，否则，将会继续存活；

步骤6，根据平衡规则F，计算其中，C^t表示t时刻仿生元胞自动机的状态，C^t-1表示t-1时刻仿生元胞自动机的状态，C^t+1表示t+1时刻仿生元胞自动机的状态；

步骤7，重复步骤6，仿生元胞自动机迭代d次，得到仿生元胞自动机的两个最终状态C^d和C^d+1，将C^d和C^d+1合并后的矩阵转换成长度为的一维二进制序列，之后再将该一维二进制序列转换为边长为的十进制像素矩阵，该十进制像素矩阵即为密文图像；迭代的次数d由明文图像大小来决定，

2.根据权利要求1所述的一种基于平衡规则的仿生元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，步骤4中的仿生元胞自动机有a×a个元胞，每个元胞具有生和死两个状态，分别用1和0表示，每个元胞与其上下左右以及对角线上的元胞组成一个3×3的Moore邻域；对仿生元胞自动机边界上的元胞进行周期型边界处理：第0行元胞的状态值等于第a行元胞的状态值，第a+1行元胞的状态值等于第1行元胞的状态值，第0列元胞的状态值等于第a列元胞的状态值，第a+1列元胞的状态值等于第1列元胞的状态值。