[发明专利]一种基于三维动态整数帐篷映射的彩色图像加密方法有效
申请号: | 202010555791.X | 申请日: | 2020-06-17 |
公开(公告)号: | CN111737712B | 公开(公告)日: | 2023-06-13 |
发明(设计)人: | 刘建东;钟鸣;刘博;李博;刘玉杰 | 申请(专利权)人: | 北京石油化工学院 |
主分类号: | G06F21/60 | 分类号: | G06F21/60;G06F7/78;G06F17/16 |
代理公司: | 北京凯特来知识产权代理有限公司 11260 | 代理人: | 郑立明;陈亮 |
地址: | 102600 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 三维 动态 整数 帐篷 映射 彩色 图像 加密 方法 | ||
1.一种基于三维动态整数帐篷映射的彩色图像加密方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1、以三维动态整数帐篷映射作为伪随机序列发生器,通过两次迭代得到X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2六条伪随机序列,并将待加密彩色图像分解成R、G、B三个分量;
在步骤1中,所述三维动态整数帐篷映射的定义为:
其中,F代表三维动态整数帐篷映射函数;x、y、z代表通过三维动态整数帐篷映射生成的三条伪随机序列;n代表三维动态整数帐篷映射的计算精度;
定义域为:
其中,所述三维动态整数帐篷映射中的参量gi、hi、si通过以下矩阵计算方式进行取值:
其中,mi、ki、vi为动态参数,在迭代过程中随机生成;At表示随迭代进行矩阵A取列向量t进行计算,t=1,2,3;矩阵A表示为:
E表示单位矩阵;x、y、z代表通过三维动态整数帐篷映射生成的三条伪随机序列;
步骤2、将R分量像素值重新排列得到一维像素值序列u,利用伪随机序列X1对该一维像素值序列u做扩散处理,得到中间密文像素值序列f;
步骤3、将所述中间密文像素值序列f转换为二维矩阵M,利用伪随机序列X2对该二维矩阵M进行行列置换,得到置换矩阵M1;
步骤4、将所述置换矩阵M1分解为八个位平面,分别利用Arnold映射进行比特级变换,再将变换后的八个位平面重组,得到加密后的R分量;
步骤5、按照步骤2-4的操作,利用伪随机序列Y1、Y2对G分量进行加密,利用伪随机序列Z1、Z2对B分量进行加密,得到加密后的G分量和B分量;
步骤6、再将加密后的R、G、B分量组合,得到加密后的彩色图像。
2.根据权利要求1所述基于三维动态整数帐篷映射的彩色图像加密方法,其特征在于,在步骤2中,利用伪随机序列X1对该一维像素值序列u做扩散处理的过程具体为:
按如下公式进行处理:
其中,at[i]和bt[i]用于暂时存储经过计算后的像素值;u[i]为一维像素值序列u中第i个像素值;Ot[i]用于存储一个随机数Ot[i]以及经过扩散处理后得到的中间密文像素值;N×N为待加密彩色图像的大小;
对得到的序列Ot做如下处理:
f1[i]=Ot[i+1]i∈[1,N×N]
其中,f1[i]是第一次扩散处理完成后所得到的全部中间密文像素值,并最终得到中间密文像素值序列f。
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