[发明专利]一种基于逻辑-无限折叠迭代混沌映射的灰度图像加密方法

说明书

本发明公开了一种基于逻辑‑无限折叠迭代混沌映射的灰度图像加密方法，所述方法使用MD5哈希算法得到明文图像的128位哈希值，用于逻辑‑无限折叠迭代混沌映射序列的迭代，然后进行Arnold全局置乱，再进行循环移位扩散操作，完成图像的加密。本发明可以实现良好的加密效果，对保护图像信息安全具有良好的贡献。

技术领域

本发明涉及图像加密技术领域，具体涉及一种基于逻辑-无限折叠迭代混沌映射的灰度图像加密方法。

背景技术

随着人工智能技术的发展，图像和视频已经成为人类生活中重要的载体，图像、视频等多媒体信息也在互联网物联网领域广泛传播，随之而来的信息安全问题更加凸显，如何保证图像信息的安全传输和存储，成为了信息安全的一个极其重要的研究领域。为了保证图像的安全，可以采用图像加密技术，对图像的发送端和接收端分别做加密和解密处理，其中基于混沌系统的加密技术是比较成熟的加密技术，且操作简单，效果好，加密速度快，被广泛应用在图像的加密处理中。对图像做加密处理，按照一定的规则，可以使得原本有意义的图像变成一幅杂乱无章的图像，将原始信息隐藏起来，这样图像就被加密保护了，即使图像被他人获取，在加密情况下，没有密钥，盗取者也获取不了该图像的任何信息，从而大大增强了图像的安全性。现如今的一些混沌图像加密方法存在安全性弱、易于破解等问题，需寻求一种新的具有高效性和安全性的混沌图像加密算法来保护图像安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，一些基于混沌系统的图像加密方法具有安全性和抗攻击能力弱等问题，为了寻求一种不易破解的图像加密方法用来保护图像的信息安全，提出一种基于逻辑-无限折叠迭代混沌映射的灰度图像加密方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于逻辑-无限折叠迭代混沌映射的灰度图像加密方法，所述方法包括以下步骤：

(1)输入明文图像，通过MD5算法得到明文图像的128位哈希值；

(2)将无限折叠迭代混沌映射嵌入Logistic混沌映射生成一种新的混沌映射，名为逻辑-无限折叠迭代混沌映射，即L-ICMIC；

其中，x_n为输入序列，x_n+1为输出序列，当a∈[1.2,+∞),b＝8时，系统进入混沌状态。

(3)利用128位哈希值生成混沌序列初值及可调参数，代入式(1.1)进行迭代生成混沌序列；

(4)通过二维不等长Arnold变换对图像进行整体置乱；

(5)将置乱图像排成一维序列与混沌序列进行扩散；

(6)将(5)中扩散后的序列进行二进制循环移位；

(7)将(6)中序列进行整体循环移位，完成二次扩散，最后通过还原成二维图像矩阵，得到最终完整的加密图像。

所述混沌映射初值及密钥生成过程，具体步骤如下：

输入大小为M*N的明文图像，采用MD5哈希算法输出图像的128位哈希值，每16位为一组，记为K＝(k₁,k₂…k₃₂)，根据下式生成混沌映射初始值和可调参数：