[发明专利]一种基于多混沌系统的融合加密方法

说明书

本发明涉及一种基于多混沌系统的融合加密方法，以PWLCM、Kent以及一维Logistic映射混沌系统为基础，融合使用洗牌算法、比特置乱、动态DNA编码方法，由混沌系统产生不同混沌序列，使用洗牌算法清洗二进制像素值，并通过索引矩阵进行比特位级别的置乱，再以动态DNA编码进行扩散操作。本发明使用多混沌系统，具备了足够大的密钥空间，并且通过洗牌算法、比特置乱与动态DNA编码的结合，能有效抵御统计攻击与差分攻击，具有良好的安全性、抗噪声性等，增强了加密效果，提高了加密效率。

技术领域

本发明涉及图像加密技术领域，特别是涉及一种基于多混沌系统的融合加密方法。

背景技术

目前由于网络环境的虚拟性与开放性，数字图像在传输过程中，容易受到黑客攻击，导致图像被窃取或者篡改。而传统的混沌图像加密算法普遍存在密钥空间小、安全性能差等缺点，影响图像加密传输的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多混沌系统的融合加密方法，以增强加密效果，提高加密效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于多混沌系统的融合加密方法，所述加密方法包括：

将明文图像代入哈希函数中，生成密钥流；

将所述密钥流每八位切分为一个比特块，获得比特块序列；一个比特块代表明文图像的一个像素；

利用PMLCM混沌系统对所述比特块序列中的第1个至第K个比特块进行迭代运算，获得第一混沌序列，并利用PMLCM混沌系统对所述比特块序列中的第K+1个至第K+M个比特块进行迭代运算，获得第二混沌序列；

根据所述第一混沌序列，利用洗牌算法对所述明文图像的每个像素中的八个比特位进行重排列，获得每个重排列后的像素，所有重排列后的像素构成明文图像的像素矩阵；

对所述像素矩阵进行拆分，获得第一拆分矩阵和第二拆分矩阵；所述第一拆分矩阵为所述像素矩阵中每个像素的前四个比特位构成的矩阵，所述第二拆分矩阵为所述像素矩阵中每个像素的后四个比特位构成的矩阵；

根据所述第二混沌序列，对所述第一拆分矩阵和所述第二拆分矩阵进行交叉置换，获得第一置换矩阵和第二置换矩阵；

利用Kent混沌系统对所述比特块序列中的第K+M+1个至第K+2M个比特块进行迭代运算，获得第三混沌序列；

根据所述第三混沌序列，对所述第一置换矩阵和所述第二置换矩阵进行合并，获得合并矩阵；

根据所述第三混沌序列，利用DNA编码算法对所述合并矩阵进行编码，获得第一编码矩阵；

利用一维Logistic混沌系统对所述第一编码矩阵中表示第一碱基的参数和所述第一编码矩阵中表示第二碱基的参数进行迭代运算，获得第四混沌序列，并将所述第四混沌序列排列成与所述明文图像大小相同的排列矩阵；

根据所述第一编码矩阵中表示第三碱基的参数，利用DNA编码算法对所述排列矩阵进行编码，获得第二编码矩阵；

根据所述第一编码矩阵中表示第四碱基的参数，对所述第一编码矩阵和所述第二编码矩阵进行DNA运算，获得DNA运算结果；

对所述DNA运算结果进行DNA解码，获得密文图像。

可选的，所述利用PMLCM混沌系统对所述比特块序列中的第1个至第K个比特块进行迭代运算，获得第一混沌序列，并利用PMLCM混沌系统对所述比特块序列中的第K+1个至第K+M个比特块进行迭代运算，获得第二混沌序列，具体包括：

初始化第一组扩散初值和第二组扩散初值；所述第一组扩散初值和所述第二组扩散初值均包括第一扩散初值和第二扩散初值；