[发明专利]基于构造的二维可逆元胞自动机的图像加密方法

摘要

本发明公开了一种基于构造的二维可逆元胞自动机的图像加密方法，属于图像加密技术领域。本发明基于待加密图像的尺寸生成一组伪随机序列，并转化为对应的二维伪随机矩阵K₀，将其与图像矩阵的异或结果作为初始加密图像矩阵S₁，对其进行二进制转换后得到状态C₁，生成对应的二进制伪随机序列矩阵并作为初始状态C₀；以状态C₀和状态C₁为演化的初始条件，基于预置的二维可逆元胞自动机规则f₁和f₂进行演化处理，得到状态和再以此为演化的初始条件，进行第二轮演化处理，得到状态和将其进行像素值转换处理后，得到密文图像。本发明仅采用加密性能更好的复杂型或混乱型的规则进行演化处理，同时通过两轮二维可逆元胞自动机加密，进一步提高了加密的安全性。

主权项

1.基于构造的二维可逆元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：输入待加密图像的灰度图P，设置混沌映射的两个初始参数u，x₀，基于映射公式x_n+1＝u*x_n*(1‑x_n)生成一组伪随机数，其中n＝0,1,…,M*N，M*N表示所述灰度图P的尺寸；将M*N个伪随机数x_n分别乘以255，并对255*x_n取整得到M*N个随机像素值，再将随机像素值排列为M*N的二维的伪随机矩阵K₀；步骤2：通过伪随机矩阵K₀与所述灰度图P的图像矩阵的异或，得到初始加密图像矩阵S₁；步骤3：将初始加密图像矩阵S₁的每个元素值转变为八位的二进制，得到M*N₂N的矩阵K，其中N₂＝8*N；并将矩阵K作为二维可逆元胞自动机在演化时间步为1时的状态C₁；步骤4：生成一个二维的M*N₂的二进制伪随机序列矩阵G，并将矩阵G作为二维可逆元胞自动机的初始状态C₀；步骤5：以状态C₀和状态C₁为演化的初始条件，基于预置的二维可逆元胞自动机规则f₁和f₂进行演化处理，得到对应第一演化时间步T₁的状态和其中规则f₁和f₂对应的类型为复杂型或混乱型；步骤6：以状态和为演化的初始条件，基于二维可逆元胞自动机规则f₁和f₂进行演化处理，得到对应第二演化时间步T₂的状态和其中T₂大于T₁；步骤7：分别将状态和的每一行的每8个二进制变为一个十进制的像素值，得到加密图像P₁和P₂，保存加密图像P₁，将加密图像P₂作为最终密文图像。