[发明专利]基于二维指数-余弦混沌系统的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于二维指数-余弦混沌系统的图像加密方法，其特征在于，包括构建2D-Ecs混沌系统和利用2D-ECs混沌系统对图像信息进行混沌加密操作；

所述2D-ECs混沌系统的迭代公式，如下述公式(1)所示：

其中，控制参数a,b,c满足a∈[0.2,0.4],b∈[0,1.75],c∈[0.65,0.85]，初始值x₀,y₀满足x₀∈[0,1]，y₀∈[0,2]；

利用2D-Ecs混沌系统对图像信息进行混沌加密操作的方法如下：

1)首先对原始图像数据进行RGB多通道提取；

2)将抽取出的单通道图像数据利用2D-ECs混沌系统进行混沌加密；

3)之后再将加密后的单通道图像数据重写回图像当中，进而完成对图像数据的加密。

2.根据权利要求1所述的基于二维指数-余弦混沌系统的图像加密方法，其特征在于，在对抽取出的单通道图像数据进行混沌加密时，采用“置乱-扩散-置乱”的加密方法，所述混沌加密的步骤包括第一轮置乱加密、扩散加密和第二轮置乱加密。

3.根据权利要求2所述的基于二维指数-余弦混沌系统的图像加密方法，其特征在于，所述第一轮置乱加密，包括如下步骤：

步骤1)：在对抽取出的单通道图像数据进行置乱操作时，首先利用2D-ECs混沌系统生成离散数据序列(x_n,y_n)，设置初始值(x₀,y₀)＝(0.74,1.38)，控制参数(a,b,c)＝(0.4,1.75,0.85)；迭代轮次为M*N+10000，其中M,N为原始图像数据的宽、高值，迭代后将序列中前8000点数据废弃不用；

在完成上述操作后，对生成的离散数据序列(x_n,y_n)进行去重处理，将去重后的x_n序列作为图像置乱的行坐标，y_n序列作为图像置乱的列坐标，来对单通道数据进行空间置乱操作，具体空间置乱操作如公式(2)所示：

p(x_i,y_j)＝p′(x_ni,y_mj)                            (2)

步骤2)在完成了上述操作后，将从步骤1)中获得的空间置乱后图像数据沿列方向展开为一维序列数据；再利用由如下初始值(x₀,y₀)＝(0.15,1.7)与控制参数(a,b,c)＝(0.4,1.75,0.85)构成的2D-ECs混沌系统生成的用于第一轮加密的离散加密序列，来对空间置乱后图像数据进行加密；2D-ECs混沌系统生成的离散加密序列(x_n,y_n)的长度为M*N+10000，其中M,N为原始图像数据的宽、高值，迭代后将序列中前8000点数据废弃不用；

步骤3)：先将单通道图像数据进行坐标置乱后得到图像数据Q；再将步骤2)中获得的离散加密序列(x_n,y_n)与图像数据Q进行双螺旋加密，具体双螺旋加密步骤如公式(3)所示：

其中x_n^-1,y_n^-1由离散加密序列(x_n,y_n)逆序排列得到，Q′为加密后的图像密文数据；

通过上述步骤，即可完成第一轮置乱加密操作，得到第一轮置乱加密后的图像密文数据Q′。