[发明专利]一种基于位平面和高维混沌系统的数字图像加密方法

摘要

本发明涉及图像加密解密技术领域，具体为一种基于位平面和高维混沌系统的数字图像加密算法。本发明一种基于位平面和高维混沌系统的数字图像加密算法，通过Lorentz混沌系统生成三个混沌序列，混沌序列用于置乱像素位置，将置乱后的图像分成高四位和低四位两个4位矩阵，在低四位矩阵中随机提取100个值，用这100个值之和将混沌序列改造成两个0‑15的随机序列，对高四位矩阵进行两轮值扩散，最后将两个矩阵合成8比特图像矩阵，得到密文图像，该算法具有显著的一次一密的特性，加密效果好，且通过相应的解密方法能够有效地将加密图像还原成原图像。

主权项

一种基于位平面和高维混沌系统的数字图像加密算法，其特征在于：包括，步骤a1，选取混沌系统，并通过选取的混沌系统迭代产生三个混沌序列，每一所述混沌序列的长度与待加密图像的大小相同；步骤a2，选取任意一混沌序列，将该混沌序列的值以某种规律重新排序并获取相应的位置序列，根据所述位置序列将待加密图像的像素进行位置置乱以得到第一加密图像；步骤a3，将第一加密图像分解成高四位位平面矩阵和低四位位平面矩阵；步骤a4，通过剩余两个混沌序列随机产生第一随机序列一和第一随机序列二，以第一随机序列一为水平坐标，以第一随机序列二为纵坐标，在低四位位平面矩阵中随机选取n个点，并对这n个点的灰度值求和以得到一个备用值；步骤a5，继续通过剩余两个混沌序列并结合备用值随机产生第二随机序列一和第二随机序列二；步骤a6，将高四位位平面矩阵从前向后逐个像素与第二随机序列一中的相应值求异或以得到第二加密图像；步骤a7，将第二加密图像从后向前逐个像素与第二随机序列二中的相应值求异或以得到第三加密图像；步骤a8，将第三加密图像与低四位位平面矩阵合成最终的加密图像。