[发明专利]一种基于平衡规则的仿生元胞自动机的图像加密方法

摘要

本发明公开了一种基于平衡规则的仿生元胞自动机的图像加密方法，该方法的步骤为：首先利用数字填充技术在明文图像末尾填加随机数，使它转换成两个大小相同的二进制正方形矩阵，分别作为仿生元胞自动机两个初始状态，接着选取一个仿生元胞自动机的平衡规则作为密钥，利用仿生元胞自动机迭代数轮进行加密。本发明方法具有较大的密钥空间，能够抵抗各种攻击，非常适合图像加密。

主权项

1.一种基于平衡规则的仿生元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，该加密方法包括以下步骤：步骤1，提取明文图像的像素矩阵I_m×n，其中，m是明文图像的高度，n是明文图像的宽度；步骤2，将明文图像的像素矩阵I_m×n转换成长度为m×n的一维序列，然后在该一维序列末尾填充伪随机数，所填充的伪随机数的长度填充完成后的一维序列长度为步骤3，将填充完成后的一维序列转换为二进制序列，该二进制序列长度为然后将该二进制序列转换成两个二进制正方形矩阵I′_a×a和矩阵I″_a×a，其中，a为二进制正方形矩阵的边长，值为步骤4，将二进制正方形矩阵I′_a×a和I″_a×a分别作为仿生元胞自动机的两个初始状态C⁰和C¹，其中，C⁰表示t＝0时刻仿生元胞自动机的状态，C¹表示t＝1时刻仿生元胞自动机的状态；步骤5，从仿生规则中选取平衡规则F作为密钥，并确定迭代的次数d；平衡规则F＝Bx/Dy，其中，B表示重生，D表示死亡；Bx表示当前元胞死亡，如果它的邻域内必须出现规则号x规定的存活元胞数量，那么在下一时刻，该元胞重生，否则，仍为死亡；Dy表示当前元胞存活，如果它的邻域内必须出现规则号y规定的存活元胞数量，那么在下一时刻，该元胞死亡，否则，将会继续存活；步骤6，根据平衡规则F，计算其中，C^t表示t时刻仿生元胞自动机的状态，C^t‑1表示t‑1时刻仿生元胞自动机的状态，C^t+1表示t+1时刻仿生元胞自动机的状态；步骤7，重复步骤6，仿生元胞自动机迭代d次，得到仿生元胞自动机的两个最终状态C^d和C^d+1，将C^d和C^d+1合并后的矩阵转换成长度为的一维二进制序列，之后再将该一维二进制序列转换为边长为的十进制像素矩阵，该十进制像素矩阵即为密文图像；迭代的次数d由明文图像大小来决定，