[发明专利]基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密和解密方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密和解密方法及系统，首先随机产生Logistic和ChebyShev迭代的参数，再输入Logistic和ChebyShev迭代所需的初始密钥，多次迭代消除暂态后用Logistic、ChebyShev分别再迭代3次，用迭代的结果分别作为加密时的初始密钥，从而从实际上增大密钥空间。然后取图片中像素点，若像素点位置所对应数值为奇数则用ChebyShev迭代得到加密密钥，否则用Logistic迭代得到加密密钥，从而减少相邻像素点间的相关性。然后用本像素点的R、G、B三个通道分别与前一个已经加密完成的像素点的R＇、G＇、B＇分别做异或操作以扩散。本发明在确保安全性的前提下减少迭代次数，可以减少加密时间，提高效率，特别适合对实时性要求较高的手机、平板电脑等移动设备的图像加密。

主权项

一种基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取图像大小为M*N的彩色图像I；(2)将图像I的像素值二维矩阵转换成一维矩阵A[0,M*N‑1]；(3)随机产生两个密钥分别为key[0]和key[1]，key[0]∈(0,1)，key[1]∈[‑1,1]，其中key[0]作为Logistic迭代的初始密钥，key[1]作为ChebyShev迭代的初始密钥；(4)以key[0]为初始密钥，用Logistic映射迭代至少100次后，再用ChebyShev迭代3次，将这3次ChebyShev迭代产生的结果取绝对值后分别保存在ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]中；(5)以key[1]为初始密钥，用ChebyShev映射迭代至少100次后，再用Logistic迭代3次，将这3次Logistic迭代产生的结果取绝对值后分别保存在Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]中；(6)从A＇中按照像素点的排列顺序取像素点并保存该像素点未解密时的值，若当前像素点位置为奇数则用ChebyShev混沌映射以步骤(4)中产生的ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]为初始密钥迭代，每次迭代都将结果记录下来并分别保存到ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]，然后像素点的三个通道B、G、R分别异或ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]，再将ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]分别赋值给ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]用作下一次像素点的加密；若此像素点位置为偶数则用Logistic混沌映射以步骤(5)中产生的Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]为初始密钥迭代，每次迭代都将结果记录并保存到Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]，然后像素点的三个通道B、G、R分别异或Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[0]，再将Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]分别赋值给Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]用作下一次像素点的加密；(7)对加密后的像素点进行扩散，取正在加密的像素点的前一个位置像素点R＇、G＇、B＇分量分别与正在加密的像素点的B、R、G或者G、B、R分量进行异或操作即R＇⊕B，G＇⊕R，B＇⊕G或者R＇⊕G，G＇⊕B，B＇⊕R；(8)重复步骤(6)和(7)直到遍历A中所有像素点，最后输出密文图像I＇。