[发明专利]一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法

摘要

本发明涉及一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法，技术特征在于：记图像Input_image各像素点的灰度值为二维矩阵P_(x，y)，将P_(x，y)进行S盒变换，并将变换结果转换为一维像素数组P_(h×x+y)，即P₀，P₁，P₂，P₃，…P_n，记为序列{P_i}；将{X_L1ⁱ’}和{X_L2ⁱ’}的各个值与{P_i}中的每个像素的各个分量进行XOR运算；即P_i’＝P_i⊕X_L2ⁱ’⊕X_L1ⁱ’，完成加密过程。具有密钥空间大，密钥敏感度高，安全性好，抗攻击能力强的优点。本方法的安全性却可以完全不依赖于图像的属性，对安全性要求较高的情况特别适用。

主权项

1.一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法，其特征在于步骤如下：步骤1：用密钥key₁做为Chebychev映射的初值进行迭代，排除前100个值，取后续数目为W×H×9的序列{X_c}，其中：w是图像的宽度，h是图像的高度，均以像素计；步骤2：对{X_c}取绝对值做正数化处理，并将为0的值加一个较小的数δ，得到{X_c’}；步骤3：将{X_c’}拆分得到{X_cj’}和{X_ci’}两个序列，其中{X_cj’}为{X_c’}中序号为0，1，3，4，6，7…的项，把{X_cj’}做线形变换{X_cj’}×0.3+3.7处理，得到{X_a}，把{X_a}的奇数项取出组成{X_ai}，偶数项取出组成{X_aj}，{X_ai}和{X_aj}作为双Logistic映射的参数，{X_ci’}为{X_c’}中序号为2，5，8，11，14…的项；步骤4：对{X_ci’}进行放大和模运算{X_ci’}×10¹⁴mod255变换为{X_b}；步骤5：将{X_b}中的各项逐个与图像M_W×H中各像素的3个分量进行XOR运算，得到新整数序列{X_b’}，即Xb,=Pi⊕Xb;]]>步骤6：使用双精度型密钥(key₂，key₃，key₄，key₅)做为Logistic序列参数，其中key₂，key₃为双Logistic序列的初始状态，key₂，key₃∈(0，1)，key₄，key₅为双Logistic序列的初始混沌参数，key₄，key₅∈(3.7，4)；为了使系统充分发散，从初始状态迭代后排除前100个值，得到两个Logistic序列的状态值X_L1⁰和X_L2⁰；步骤7：将X_L1⁰和X_L2⁰代入Logistic映射进行迭代，获得的X_L1¹和X_L2¹继续带入Logistic映射进行迭代……每次的迭代的初始值X_n为上一次迭代的最终结果，直到生成容量为i＝w×h×3的两个双精度序列{X_L1ⁱ}和{X_L2ⁱ}为止；每次迭代的次数依次取自数组{X_b’}；同时，每次迭代不断更换参数μ，产生数组{X_L1ⁱ}的参数μ依次取自{X_ai}，产生{X_L2ⁱ}时所使用的参数μ依次取自{X_aj}；步骤8：对{X_L1ⁱ}和{X_L2ⁱ}进行放大取模操作，即{X_L1ⁱ’}＝{X_L1ⁱ}×10¹⁴mod255，{X_L2ⁱ’}＝{X_L2ⁱ}×10¹⁴mod255，得到{X_L1ⁱ’}和{X_L2ⁱ’}；步骤9：记图像Input_image各像素点的灰度值为二维矩阵P_(x，y)，将P_(x，y)进行S盒变换，并将变换结果转换为一维像素数组P_(h×x+y)，即P₀，P₁，P₂，P₃，…P_n，记为序列{P_i}；步骤10：将{X_L1ⁱ’}和{X_L2ⁱ’}的各个值与{P_i}中的每个像素的各个分量进行XOR运算；即Pi,=Pi⊕XL2i,⊕XL1i,,]]>完成加密过程。