[发明专利]一种基于神经元混沌响应编码的图像密码构造方法

摘要

本发明公开了一种基于神经元混沌响应编码的图像密码构造方法，本发明首先通过对数变换将数字密码转换为洛伦茨系统的位置初始值，获得混沌时间序列；结合用户编号对时间混沌序列进行线性变换，获得低电平时间序列，从而构造混沌方波激励信号；将该激励信号作为Hodgkin‑Huxley神经元的输入电流，进行神经元混沌响应编码，记录神经元脉冲发放的时刻；最后获取神经元脉冲发放的时间间隔序列，通过灰度映射，并按图像密码的行列参数，将一维时间间隔序列转换为二维图像密码。本发明充分利用了洛伦茨系统的混沌初值敏感性以及神经元模型脉冲发放的混沌参数敏感性，确保了图像密码的不可逆性，有效增强了身份认证系统的安全性。

主权项

一种基于神经元混沌响应编码的图像密码构造方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤(1)、用户首先输入已经过系统认证注册的用户名以及任意拟设定的四位数字密码，其中用户名具有唯一性，系统会自动将用户名转换为对应的用户编号；步骤(2)、系统将用户输入的数字密码进行对数变换，将变换结果作为洛伦茨混沌系统三维空间x方向上的位置初值，使之产生x方向上的混沌时间序列；步骤(3)、在自定义时间窗口内，对步骤(2)产生的混沌时间序列转换为归一化后的时间序列；然后将用户编号作为变换参数，对归一化后的时间序列进行线性变换，生成时间序列；所述的自定义时间窗口要满足产生图像密码序列长度的要求；步骤(4)、构造混沌方波激励信号，其中方波信号幅值与高电平时间均为加密系统内部参数；而方波低电平时间为一动态数值，对应于步骤(3)中生成的新的时间序列；步骤(5)、将混沌方波激励信号作为刺激电流输入Hodgkin‑Huxley神经元模型，产生神经元脉冲发放序列；步骤(6)、记录神经元脉冲发放时刻，获得脉冲发放时刻的时间间隔序列；步骤(7)截取特定序列长度的时间间隔序列进行灰度映射，并且按图像密码的行列参数，将一维时间序列转换为二维灰度图像Image，Image即为图像密码；所述的特定序列长度为图像密码的像素总个数；所述的步骤(2)中的系统将用户输入的数字密码进行对数变换的方法为x1=(lnM11000)×4.343---(1);]]>其中x1作为洛伦茨系统三维空间x方向上的位置初值，M1为用户输入的数字密码；步骤(3)中将用户编号作为变换参数，对归一化后的时间序列进行线性变换，生成时间序列Delay的方法为：Delayi＝A+Gi×(ID_N/10m)   (2)；其中Delayi表示时间序列Delay的第i个元素、A为系统固定常量、Gi表示对步骤(2)产生的混沌时间序列归一化后的时间值、ID_N为用户编号、10m表示系统用户总人数，其中i、m为正整数。