[发明专利]一种明文构建初始密钥的复合混沌图像加密方法

摘要

本发明公开了一种明文构建初始密钥的复合混沌图像加密方法，其特征在于，步骤为：步骤1、依据明文图像像素值和初始给定值实现图像预处理，确定迭代初始值；步骤2、利用复合混沌系统分别对明文图像进行置乱与扩散，达到对明文图像加密的目的。本发明的优点在于：现有的加密方式基本都是关注于对图像的置乱与扩散，而本发明的实现在于，就是对初始密钥上的处理，这种改进进一步完善了设计一种安全可靠地加密算法要注意的因素。

主权项

一种明文构建初始密钥的复合混沌图像加密方法，其特征在于，步骤为：步骤1、依据明文图像像素值和初始给定值实现图像预处理，确定迭代初始值，包括：步骤1.1、取明文图像像素的任一水平、竖直及斜对角上的任意多数组成三个数列；步骤1.2、将步骤1.1得到的三个数列中的数字分别相加，再与1000求模得到三个数值，分别记为R，C，H；步骤1.3、任意取三个初始值，分别记为X₁₀，X₂₀，X₃₀，每个初始值的取值范围在[‑1，1]之间，且精确到小数点后四位；步骤1.4、将X₁₀，X₂₀，X₃₀与R，C，H分别相加求和，再扩大1000倍，对255求模，再除以255，得到初始密钥，分别记为X₁₁，X₂₁，X₃₁；步骤2、利用复合混沌系统分别对明文图像进行置乱与扩散，达到对明文图像加密的目的，包括：步骤2.1、将初始密钥X₁₁，X₂₁，X₃₁代入Lorenz系统，迭代生成序列x，y，z；步骤2.2、将大小为M×N的明文图像转换为灰度图像，得到灰度图像像素矩阵，将灰度图像像素矩阵转换为[M×N，1]形式的明文图像数字矩阵，再分别从序列x，y，z中选取数字，组成[M×N，1]形式的置乱数字矩阵；步骤2.3、把置乱数字矩阵中的各个数值按预定规则顺序排列从而形成新的置乱数字矩阵，采用步骤2.2中的置乱数字矩阵变换至步骤2.3中的新的置乱数字矩阵时各个数值的位置变化的规则，对步骤2.2中的明文图像数字矩阵进行变化，再还原成[M×N]模式，得到置乱图像；步骤2.4、将序列x，y，z分别求和，再分别对255求模和相除得到的值作为Rossler系统迭代的初始值；步骤2.5、经由Rossler系统迭代得到的序列x′，y′，z′，在序列x′，y′，z′中分别取若干数字，组成[M×N]模式的矩阵；步骤2.6、把步骤2.5得到的矩阵与置乱图像相异或，完成对明文图像的加密。