[发明专利]一种基于超混沌系统的视频加密方法

说明书

本发明提供一种基于超混沌系统的视频加密方法，涉及图像处理及保密通信技术领域。该方法包括加密过程和解密过程；所述加密过程首先将混沌保密通信系统达到同步状态，驱动系统生成加密初始置乱序列和加密初始置乱矩阵，然后将视频明文数据分解为数据包并与加密初始置乱矩阵进行异或操作，得到初始密文数据，并将初始密文数据进行行置乱操作；最后将置乱后的数据进行加取模扩散操作，最终得到视频的密文数据。所述视频的解密过程为加密过程的逆过程。本发明提供的基于超混沌系统的视频加密方法，不需要特定的信道传输密钥，避免了密钥在传输过程中被窃取的风险；能够有效地克服低维混沌系统易受攻击的缺点，安全性更高且易于实现。

技术领域

本发明涉及图像处理及保密通信技术领域，尤其涉及一种基于超混沌系统的视频加密方法。

背景技术

随着网络技术的快速发展，以计算机为核心的信息化时代已经来临。在给人们带来生活便利的同时，也引起了一些信息安全问题。网络中的个人信息被窃取、修改和查看等事件时有发生，给国家和个人都带来了不必要的损失。因此信息安全在当今社会显得十分必要。

混沌信号具有初值敏感、隐蔽、不可预测、高度复杂和易于实现等特性，使得其特别适用于保密通信。利用混沌信号进行保密通信已经成为现在的热点研究问题。将混沌理论应用于通信领域主要有3大技术：混沌遮掩、混沌调制和混沌开关技术。

目前的研究主要是基于混沌序列的图像加密的一维和二维混沌系统，而且多数加密方法是在空域对像素进行置乱，其具有形式简单、产生混沌时序时间短等优点，但是其缺陷是秘钥空间小，随着对混沌加密技术的研究，对于低维度混度加密的方案，已经有了一些攻击方法可以将其破解，并且随着信息的爆炸式增长，图片所带的信息量已经满足不了需要，因此视频作为信息的载体更为重要。由于高维的混沌信号具有更好的随机性，因此，研究基于超混沌系统的视频加密方法更加重要。

同步问题一直也是一个热点问题，混沌同步的优点在于不需要特定的信道传输密钥，这避免了密钥在传输过程中被窃取的风险。但是，仅使用混沌同步的方法进行保密通信还是远远不够的，主要是因为仅利用混沌同步生成的混沌序列进行相关操作，原始数据的相关性不能得到大幅降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于超混沌系统的视频加密方法，实现对视频的加密。

一种基于超混沌系统的视频加密方法，包括视频的加密过程和解密过程；

所述视频的加密过程包括以下步骤：

步骤1-1、将混沌保密通信系统的驱动系统和响应系统利用状态反馈控制器达到同步状态；

步骤1-2、驱动系统经过预处理生成加密初始置乱序列和加密初始置乱矩阵；

步骤1-3、将视频明文数据分解为以256字节为单位的数据包，每个数据包的数据与步骤 1-2生成的加密初始置乱矩阵进行异或操作，得到视频的初始密文数据；

步骤1-4、将初始密文数据进行行置乱操作，改变初始密文数据中各数据的排列位置，得到视频的置乱后的密文数据；

步骤1-5、将置乱后的数据进行加取模扩散操作，使数据之间产生尽可能多的相互影响，最终得到视频的密文数据；

所述视频的解密过程为加密过程的逆过程，包括以下步骤：

步骤2-1、在驱动系统与响应系统同步后，响应系统利用与驱动系统相同的预处理方法生成解密初始置乱序列和解密初始置乱矩阵；

步骤2-2、利用加取模的逆运算对步骤1-5生成的密文数据做逆扩散处理，得到与步骤 1-4中相同的置乱数据；

步骤2-3、利用逆置乱操作，将步骤2-2中得到的置乱数据进行逆置乱变换处理，恢复明文数据的相同位置；