[发明专利]一种基于复杂网络同步的混沌图像加密方法

摘要

本发明提供一种基于复杂网络同步的混沌图像加密方法，涉及网络加密技术领域。一种基于复杂网络同步的混沌图像加密方法，首先将复杂网络进行同步；然后对明文图像进行量化处理，并将其作为当前图像，采用超混沌驱动系统对当前图像进行预处理，对当前图像进行置乱处理和扩散处理得到密文图像。最后对得到的密文图像量化处理，并将密文图像作为当前待处理图像，采用超混动响应系统同步产生置乱序列，对当前待处理密文图像进行逆扩散和逆置乱处理，得到明文图像。本发明提供的基于复杂网络同步的混沌图像加密方法，使得密文图像隐蔽性强，大大增加了破译的难度，而且使得加密算法能够抗各种统计攻击、暴力攻击和差分攻击。

主权项

1.一种基于复杂网络同步的混沌图像加密方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、将复杂网络进行同步；步骤1.1、将待控制的每一个客户端看作是复杂网络中的一个节点，客户端与客户端之间的关系以结点之间的耦合程度表示建立复杂网络模型；步骤1.2、根据复杂网络的耗散耦合条件，对复杂网络中的节点采用牵制控制策略，对每个社区的外节点施加控制器进行控制，实现复杂网络社区节点的同步；步骤2、对复杂网络传输的图像进行加密，具体方法为：步骤2.1、对明文图像进行量化处理；对于像素为M×M′、灰度级水平为G的原始明文图像，获得它的二维像素值矩阵A′，将所述原始明文图像作为当前图像；步骤2.2、采用超混沌驱动系统对当前图像进行预处理；设定超混沌驱动系统的控制参数和初始条件，迭代超混沌驱动系统产生超混沌驱动系统的超混沌序列，并将超混沌序列转换为一个16*16的2维初始置乱矩阵；步骤2.3、判断传输的图像是否为彩色图像，如果是，则从彩色图像中提取红、黄、蓝三个颜色分量的像素值矩阵，并对每个颜色分量的像素值矩阵分别执行步骤2.4‑步骤2.5，得到加密处理后的红、黄、蓝三个颜色分量的密文图像，最后将得到的加密处理的红、黄、蓝三个颜色分量的密文图像合成原始彩色图像的密文图像；否则直接执行步骤2.4‑步骤2.5，对图像进行加密；步骤2.4、对当前图像进行置乱处理；结合置乱矩阵和超混沌驱动系统的超混沌序列，对当前图像的像素值矩阵A′进行置乱，把置乱后像素值矩阵对应的图像作为当前图像；步骤2.5、对当前图像进行扩散处理；对Logistic映射进行W次混沌迭代，得到相应的混沌状态值，将其作为密钥序列；利用该密钥序列对明文分组数据进行扩散变换，并把扩散后像素值矩阵对应的图像作为当前图像，得到密文图像，实现图像的加密；步骤3、对复杂网络传输的图像进行解密，具体方法为：步骤3.1、密文图像量化处理；对于步骤2中得到的密文图像，获得它的二维像素值矩阵，将密文图像作为当前待处理图像；步骤3.2、采用超混动响应系统同步产生置乱序列；在超混沌驱动系统与超混沌响应系统同步后，超混沌响应系统生成与超混沌驱动系统相同的初始置乱序列和初始置乱矩阵；步骤3.3、对当前图像进行逆扩散处理；将密文数据分解为以256个字节为单位的数据包；对Logistic进行逆变换得到对应的密钥序列；利用该密钥序列对明文分组数据进行逆扩散变换；把逆扩散后的像素值矩阵对应的图像作为当前图像；步骤3.4、对当前图像进行逆置乱，实现对图像的解密：根据超混沌响应系统产生的初始逆置乱序列和初始逆置乱矩阵，对当前图像的像素值矩阵进行逆置乱，把逆置乱后的像素值矩阵对应的图像作为当前图像，得到解密的图像，实现对加密图像的解密。