[发明专利]基于超混沌与双随机相位编码的彩色图像加密方法及系统

权利要求书

1.基于超混沌与双随机相位编码的彩色图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对原始彩色图像的R,G,B分量进行像素位置的置乱；

S2：利用超混沌系统产生的混沌序列对置乱后的各分量进行混沌与扩散；

S3：利用双随机相位编码对混沌与扩散后的各分量进行编码，得到彩色密图，

其中，步骤S1中，所述像素位置的置乱方法为：

待加密的原始彩色图像I,其高度和宽度分别为M,N，I₁,I₂,I₃分别为原始彩色图像I的R,G,B分量，分别对I₁,I₂,I₃进行Arnold变换，即把原始彩色图像的各个像素点位置按下列公式进行移动，

其中，a,b为控制参数，每进行一次Arnold变换，就相当于对原始彩色图像进行了一次置乱，最后得到置乱后的分量矩阵S₁,S₂,S₃。

2.根据权利要求1所述的基于超混沌与双随机相位编码的彩色图像加密方法，其特征在于：步骤S1中，采用Arnold变换对原始彩色图像的R,G,B分量进行像素位置的置乱，置乱次数为1次以上。

3.根据权利要求2所述的基于超混沌与双随机相位编码的彩色图像加密方法，其特征在于：所述Arnold变换的次数为10次。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于超混沌与双随机相位编码的彩色图像加密方法，其特征在于，步骤S2中，所述混沌与扩散方法为：

S21：利用四维超混沌系统获取四个长度为定值的实值混沌序列X、Y、Z、H；

S22：实值混沌序列预处理：对实值混沌序列X、Y、Z分别进行预处理，得到三个整数序列W₁、W₂、W₃，整数的范围为0到255，对实值混沌序列Z、H行预处理，得到二个范围为0到1的实数序列U₁、U₂；

S23：分别从整数序列W₁、W₂、W₃和实数序列U₁、U₂中截取五个长度为l＝MN的连续序列得到五个序列D₁、D₂、D₃、V₁、V₂，其中，D₁＝{d₁₁,d₁₂,...,d_1l},D₂＝{d₂₁,d₂₂,...,d_2l},D₃＝{d₃₁,d₃₂,...,d_3l},

S24：把分量矩阵S₁,S₂,S₃按列堆叠成三个序列S₁＝{s₁₁,s₁₂,...,s_1l},S₂＝{s₂₁,s₂₂,…,s_2l},S₃＝{s₃₁,s₃₂,…,s_3l}，然后利用序列D₁,D₂,D₃按照公式：

对S₁,S₂,S₃进行混淆与扩散，从而得到三个扩散后的序列：F₁＝{f₁₁,f₁₂,...,f_1l},F₂＝{f₂₁,f₂₂,...,f_2l},F₃＝{f₃₁,f₃₂,...,f_3l},其中，i＝1,2,…,l，而初始值f₁₀,f₂₀,f₃₀为加密密钥，mod表示取模运算，表示按位异或运算，d_1i表示序列D₁中的第i个数；d_2i表示序列D₂中的第i个数；d_3i表示序列D₃中的第i个数。