[发明专利]一种基于混沌映射的动态S盒构造与图像加密方法

权利要求书

1.一种基于混沌映射构造动态S盒的图像加密方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)输入原始图片P(m，n)，m和n分别表示原始图片的像素的高度和宽度；

(2)将原始图片P带入迭代公式，得到密钥key_i(i＝1,2，...，8)；

其中，p_j表示原始图片P中的第j个像素，k_i(i＝1,2，...，8)的值在(0,1)中选取，为用户选定的8个不同的初始值；

(3)将密钥key_i作为初始值输入混沌系统，生成动态S盒S-box_i(i＝1,2，...，8)；

(4)将原始图片P(m，n)分块为B_i(i＝1,2，...，8)，每块大小为

(5)构造每块明文的S盒，并利用每块明文所对应的S盒对原始图片P进行替换，得到替换后的图像P1；

(6)对替换后的图像P1进行置乱，重复5次，得到置乱后的图像P2；

(7)将置乱后的图像P2带入扩散公式，得到加密后的图像C。

2.如权利要求1所述的一种基于混沌映射构造动态S盒的图像加密方法，其特征在于：所述步骤(3)中，利用一维Logistic映射作为混沌系统，一维Logistic映射的数学表达式为x_n+1＝λx_n(1-x_n)，其中，0λ≤4，x_n∈(0,1)，当3.5699456...λ4时，Logistic映射工作处于混沌状态，利用上述公式作为混沌方程生成S盒。

3.如权利要求1所述的一种基于混沌映射构造动态S盒的图像加密方法，其特征在于：所述步骤(5)中，利用明文B_i(i＝1,2，...，8)所对应的S盒S-box_i(i＝1,2，...，8)对图像的像素值进行替换，每一像素值在S盒中都有与其对应的一组替换关系，遍历m×n个像素，最终得到替换后的图像P1。

4.如权利要求1所述的一种基于混沌映射构造动态S盒的图像加密方法，其特征在于：所述步骤(6)中，利用猫映射对替换后的图像P1进行置乱，其中，u和v分别表示加密图像矩阵的坐标。

5.如权利要求4所述的一种基于混沌映射构造动态S盒的图像加密方法，其特征在于：所述步骤(7)中，扩散公式为：其中，C_l表示置乱后的图像P2的第l个值，S_l表示由密钥产生的用于加密I_l的随机数，I_l表示原始图片P的第l个值。