[发明专利]一种基于广义Henon映射的混合混沌加密方法

摘要

本发明公开了一种基于广义Henon映射的混合混沌加密方法。该方法利用广义cat映射首先对像素点进行多次迭代，然后再利用广义cat映射进行多次置乱。并且置乱的次数与图像本身的像素值密切相关。再用广义Henon映射产生的混沌序列与置乱后图像进行扩散加密运算。实验和仿真结果表明该方法克服了以往方法不能抵抗选择明(密)文攻击的缺陷和混沌系统随机性差、熵攻击、控制参数少等问题。同时具有密钥空间大，加密方法简单，能够较好的抵抗差分攻击、统计特性分析，安全性高加密效果好。

主权项

一种基于广义Henon映射的混合混沌加密方法，包括如下步骤：第一步：输入要加密的原始图像，用矩阵表示为M×N的图像P，进行边界填充0，使图像长和宽相等；处理后的大小为M×M，记为B；第二步：把图像B读取成一维数组C；第三步：将正整数N，满足det(A)＝1的2阶方阵的广义cat映射式(1)对待加密的图像C每个像素的位置坐标(i,j)进行迭代，假设坐标为(i,j)的初始值为(x0,y0),x0,y0作为广义猫映射的初始值进行多次迭代，得到变换后的像素坐标(i,j)的新位置为(xk2，yk2)，k2为迭代次数，此时图像记为D；xn+1yn+1=1uvuv-1xnynmod(N)---(1)]]>u,v为正整数，是系统的控制参数；yn是一个N×N图像的像素点位置，其取值扩展到0至N之间，并且以N为周期，满足det(A)＝1；第四步：将D按照从左往右，从上到下规则依次利用广义cat映射对其像数值进行置乱，置乱多次后，得到加密图像为F；第五步：利用广义Henon映射式(2)产生三个M×M混沌序列分别是{Xk|k＝0，1，2，3，…，M×M},{Yk|k＝0,1,2,3,…,M×M},{Zk|k＝0,1,2,3,…,M×M},然后将这三个序列经过下式(3)变换得到RX,RY,RZ.xk+1=-pzkyk+1=2xk+pzkzk+1=1+2yk-qzk2---(2)]]>p和q为控制参数，当1.09≤q≤1.079和p＝0.31时，出现混沌现象；RX[j]=mod(|Xk[j]|×1015,1000)RY[j]=mod(|Yk[j]|×1015,1000)RZ[j]=mod(|Zk[j]|×1015,1000)---(3)]]>第六步：接着对RX,RY,RZ混沌序列进行一定的处理，取每个元素的小数点后第4，5，6位组成一个新的整数序列，然后将它们对256取余得到QX,QY,QZ,.并将其转化成二进制，使得结果和图像的灰度值一样在(0～255)之间，再将广义cat映射迭代后图像D像素点的值也转化成二进制；第七步：将QX异或QY异或QZ异或D，得到序列S，接着对图像序列F进行下式(4)扩散变换即可得到最终加密序列G；其中F(i)和F(i‑1)分别是图像内部垂直或水平相邻像素点的值；G＝mod(F(i)+S(i),256)⊕F(i‑1)   (4)第八步：将最终加密序列转化成十进制还原成图像，得到加密图。