[发明专利]一种具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法

权利要求书

1.一种具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立正弦多动态多耦合映射晶格模型；

所述步骤S1中建立的时空混沌系统模型具体为：

其中，耦合系数S(e)定义为S(e_n)＝φsin(πe_n)，f(x)表示Logistic映射，μ表示Logistic映射的参数，x_n表示产生的混沌序列，i、p和q表示不同的格子，i、p和q的关系由不同的耦合模式决定；L表示格子数；n表示时间索引n＝1,2,3…；α和β表示Cat映射的参数；

S2、将大小为M×N×3，秘钥为KR，KG，KB的明文图像A分为三个图像，分别为红色明文图像PR，绿色明文图像PG和蓝色明文图像PB；

S3、将红色明文图像PR，绿色明文图像PG和蓝色明文图像PB分别带入SHA-512算法中，得到秘钥KR，KG，KB；

S4、采用建立的所述正弦多动态多耦合映射晶格模型进行迭代，迭代次数为MN+10，获取得到红色明文图像的扩散序列RY、RKX、RL以及绿色明文图像的扩散序列GY、GKX、GL以及蓝色明文图像的扩散序列BY、BKX、BL；

S5、对得到的三种颜色明文图像的扩散序列进行加密处理，获取图像RC、GC和BC；

S6、采用秘钥KR，KG，KB生成随机排序索引GGG将得到的图像RC、GC和BC进行随机混合，得到随机混合索引GGG1；

S7、将随机混合索引GGG1分为三个图像，并作为R、G、B分量分配给密文图像CC，得到最终的密文图像CC。

2.根据权利要求1所述的具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

采用KR，KG，KB得到索引链KEXZ(1,M×N×3)的种子密钥x；

将x引入Logistic映射f(x)＝μx(1-x)迭代M×N×3次，获得下标序列KEYZ；

按照升序的方式对下标序列KEYZ进行排序，获得下标序列KEYD。

3.根据权利要求1所述的具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

S41、将晶格数设置为4；

S42、将KR_i分配给晶格，i∈[1,4]，μ＝3.999+0.001×KR₅，e＝0.001+0.999×KR₆；

S43、对于每个晶格i的第j次迭代的值x_ij，令RB(i,j)＝x_ij；

S44、如果x_ij≥0.5，令RL(i,j)＝1；如果x_ij＜0.5，则令RL(i,j)＝0。

4.根据权利要求1所述的具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

S51、对红色明文图像的扩散序列RY、RKX、RL进行处理，得到红色明文图像的前向序列RSN1，RSN2、RSA、RDA以及后向序列RNX1、RNX2、RSB、RDB；

S52、按升序对扩散序列RY进行排序，以获得相应的下标序列RD；

S53、使用下标序列RD和扩散序列RL获得前向索引链RSBIC；

S54、使用前向索引链RSBIC获得后向索引链RNCIC；

S55、使用前向索引链RSBIC、前向序列RSA、RDA、RSN1、RSN2执行前向扩散，获得前向加密图像RE；

S56、使用后向索引链RNCIC、后向序列RSB、RDB、RNX1、RNX2、执行向后扩散，获得向后加密图像RC；

S57、重复执行上述步骤S51-S56依次对绿色明文图像的扩散序列以及蓝色明文图像的扩散序列进行加密处理，得到加密图像GC和加密图像BC。

5.根据权利要求2所述的具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法，其特征在于，所述种子密钥x具体为：