[发明专利]一种基于混沌映射的3D点云模型加密方法

摘要

本发明提出一种基于混沌映射的3D点云模型加密方法，属于信息安全密码学领域，特别针对3D模型加密的方法。其中混沌系统的极端敏感性可以有效提高加密方案的复杂度，同时3D点云的数据量庞大，能有效提高加密算法的可靠性。本算法采用了随机可逆变换矩阵的设计思路，利用系统参数和初始值即可生成密钥序列，进一步产生一系列变换矩阵以供加密。因此初始值或系统参数的微小改变可以导致解密结果大幅度改变。通过实验分析表明，此加密方案可以很好的抵抗暴力攻击，统计攻击和差分攻击，密钥敏感性高，加解密速度快。并且该加密方法很容易通过软件实现，本发明可广泛应用推广到点云模型安全存储和传输加密中。

主权项

1.一种基于混沌映射的3D点云模型加密方法，其特征在于实现步骤：(1)采用3D点云模型加密方法生成密钥；(2)将所述密钥转换成Logistic混沌系统的初始值和参数，生成长度为12的一系列伪随机数，将所述伪随机数变换成为一个3×3随机可逆旋转矩阵；(3)将所述3×3旋转矩阵和一个3×1的平移矩阵，构建一个4×4的齐次变换矩阵，生成随机可逆变换矩阵；(4)将原3D点云模型中的点以齐次坐标表示出来，并与所述随机可逆变换矩阵进行矩阵乘运算，得到新的位置坐标的齐次形式；(5)将步骤(4)中最后得到的新的点位置坐标的齐次形式转换为普通形式重新写入3D点云模型文件，得到最终加密后3D点云模型；所述步骤(2)的随机可逆旋转矩阵生成采取以下步骤：(21)根据Logistic混沌系统的初始值和参数，生成长度为12的一系列伪随机数；(22)取伪随机数序列的前6位伪随机数，依次填入一个3×3的零矩阵的上三角；(23)将步骤(22)所得矩阵的第一行乘以伪随机数序列的第7位加到步骤(22)所得矩阵的第二行上；(24)将步骤(23)所得矩阵的第二行乘以伪随机数序列的第8位加到步骤(3)所得矩阵的第三行上，此时矩阵即为一个3×3随机可逆旋转矩阵；步骤(3)所述的随机可逆变换矩阵的生成采取以下步骤：(31)取根据logistics混沌映射产生的长度为12的一系列伪随机数中的第9、10、11位作为3×1平移向量的值；(32)生成一个4×4的齐次变换矩阵，将3×3旋转矩阵置于左上方，3×1的平移向量置于右上方，左下方的1×3矩阵的值都置为0，右下角的一个元素置为1，至此，完成了随机可逆变换矩阵。