[發(fā)明專利]一種像素值雙重置換與像素位置的混沌加密算法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611091141.4
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108133448A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 欽州市晶通科技有限公司
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種像素值雙重置換與像素位置的混沌加密算法,主要由以下步驟實現(xiàn)：對數(shù)字圖像進行像素位置置換，即對像素位置加密；對經(jīng)過像素位置加密得到的密圖再進行像素值的變換，即通過設(shè)置加密算法，對密圖的每個像素的像素值進行加密，改變密圖的R、G、B值，甚至改變Alpha值，從而得到密圖；對圖像進行解密算法。本發(fā)明利用Logistic混沌序列對像素位置和像素值進行置換，加密后圖像像素點分布比較均勻，完全覆蓋了原圖像，無法得出原圖像的細節(jié)信息，較于現(xiàn)有加密算法，本發(fā)明的加密算法的密鑰空間無窮大，而且加密過程中應(yīng)用了多個混沌序列，更極大地增加了密鑰空間，使得整個加密算法既有較好的加密效果，又有較強的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加密技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種像素值雙重置換與像素位置的混沌加密算法。

背景技術(shù)

混沌圖像加密技術(shù)是近年來應(yīng)用非常普遍的一種數(shù)字圖像加密技術(shù)，混沌現(xiàn)象是指在非線性動態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)的確定性和類似隨機的過程，混沌動力學(xué)在此基礎(chǔ)上得到迅猛發(fā)展，這使得混沌可以用來作為一種新的密碼體系，可以加密文本、聲音及圖像數(shù)據(jù)。1997年Fridrich首次將混沌加密方法應(yīng)用到圖像加密中，隨后，混沌圖像加密技術(shù)成為數(shù)字圖像加密技術(shù)研究的熱點。

混沌加密的原理就是將原始信息與混沌發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列進行特定的運算，使原始信息轉(zhuǎn)換為具有類似隨機噪聲的性態(tài)，從而對數(shù)字圖像文件加密。解密就是將加密信息與混沌發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列進行反運算，去除混沌信號，使原始信息恢復(fù)?；煦缂用芗夹g(shù)效率高、操作速度快、實施簡易、計算費用低廉，使得基于混沌的圖像加密可行性好，在軍事、工業(yè)以及商業(yè)應(yīng)用的圖像和視頻通信方面具有廣闊前景。然而傳統(tǒng)的混沌加密技術(shù)只是利用混沌序列與原始信息進行某種運算，使得原始信息變?yōu)榫哂蓄愃齐S機噪聲的性態(tài)，從而達到加密目的。目前絕大多數(shù)混沌加密算法實質(zhì)上是單一的圖像像素值置亂或圖像像素位置置亂，而單一的使用其中任一種都無法保證圖像具有較高的安全性，存在一定的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述所要解決的問題，提供一種擴散映射置亂與混沌系統(tǒng)組合的圖像加密方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種像素值雙重置換與像素位置的混沌加密算法,由以下步驟實現(xiàn)：

步驟1，對數(shù)字圖像進行像素位置置換，即對像素位置加密；

步驟2，對經(jīng)過像素位置加密得到的密圖再進行像素值的變換，即通過設(shè)置加密算法，對密圖的每個像素的像素值進行加密，改變密圖的R、G、B值，甚至改變Alpha值（透明度），即改變各像素的灰度值，從而得到密圖；

步驟3， 對圖像進行解密算法。

步驟1具體實現(xiàn)方法為：

（1） 將數(shù)字圖像矩陣Am′n按行掃描形成長度為m′n的一維序列P{P1，P2，……，Pm′n}；

（2） 用Logistic混沌函數(shù)產(chǎn)生一個長度為m′n的混沌序列L{L1，L2，……，Lm′n}，并且將L{L1，L2，……，Lm′n}與P{P1，P2，……，Pm′n}中的元素一一對應(yīng)；

（3） 將所產(chǎn)生的混沌序列L{L1，L2，……，Lm′n}的m′n個值由小到大排序，形成有序序列L’{L’1，L’2，……，L’m′n}，由于L{L1，L2，……，Lm′n}與P{P1，P2，…..，Pm′n}中的元素一一對應(yīng)，P{P1，P2，……，Pm′n}也由同樣的置換規(guī)則置換成P’{P’1，P’2，……，P’m′n}；

（4） 將一維序列P’{P’1，P’2，……，P’m′n}按順序每m個元素構(gòu)成一行，從而得到二維矩陣Bm′n，Bm′n就是加密后的圖像矩陣。

步驟2具體實現(xiàn)方法為：