[發明專利]基于量子細胞神經網絡的視頻混沌加密方法

有效

• 申請號: 201710027366.1
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106850182B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 李錦青;底曉強;從立鋼;閆飛;祁暉;趙建平;任維武;王歡
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04N21/4408;H04N19/70;H04N19/46;G06N3/04
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 陶尊新

1.基于量子細胞神經網絡的視頻混沌加密方法，其特征是，該方法由以下步驟實現：

步驟一、取兩細胞量子細胞神經網絡超混沌系統，設定初值及控制參數；對所述兩細胞量子細胞神經網絡超混沌系統進行迭代求解，生成矩陣A；

步驟二、對步驟一所述矩陣A進行矩陣變換生成混沌序列K和索引序列Index；

步驟三、將步驟二生成的混沌序列K進行拆分，生成一個初始密鑰池；將步驟二生成的索引序列Index中的元素分別作為Logistic混沌映射的初值，并進行n次迭代，生成兩個混沌索引序列IndexLog1和IndexLog2；

步驟四、將步驟三所述的兩個混沌索引序列IndexLog1和IndexLog2進行變換，獲得范圍在[0，99]之間的兩個整數序列IndexLog1’和IndexLog2’；

步驟五、將步驟四獲得的兩個整數序列IndexLog1’與IndexLog2’分別作為索引并代入到步驟三所述的初始密鑰池中，選出兩組初始密鑰，根據獲得的兩組初始密鑰計算生成布爾密鑰KeyB；并將所述布爾密鑰KeyB平均分為兩組密鑰keyb1和keyb2；

步驟六、選擇視頻數據，采用步驟五中的密鑰keyb1對H.264的指數哥倫布Exp-Golomb編碼信息位進行加密；具體過程為：

將所述密鑰keyb1按照指數哥倫布編碼中的編碼碼字信息位長度進行截取，即第1個指數哥倫布編碼的碼字長度為M1，對第1塊視頻信息的指數哥倫布編碼加密的密鑰分組為keyb1Group_1：

keyb1Group_1＝{keyb1(0)，keyb1(1)，...，keyb1(M1-1)}

被截取后的keyb1表示為：

keyb1＝{keyb1(M1)，keyb1(M1+1)，...，keyb1(127)}

第2個指數哥倫布編碼的碼字長度為M2，對第2塊視頻信息的指數哥倫布編碼加密的密鑰分組為keyb1Group_2：

keyb1Group_2＝{keyb1(M1)，keyb1(M1+1)，...，keyb1(M1+M2-1)}

被截取后的keyb1表示為：

keyb1＝{keyb1(M1+M2)，keyb1(M1+M2+1)，...，keyb1(127)}

以此類推，獲得指數哥倫布編碼碼字第x位加密后的密文公式為：

式中，keyb1Group_j為第j塊視頻的指數哥倫布編碼加密的密鑰分組；x為指數哥倫布編碼碼字的第x位，Info(x)為指數哥倫布編碼碼字第x位加密前的原始信息；InfoEn(x)為指數哥倫布編碼碼字第x位加密后的密文；⊕為按位異或操作；

采用步驟五中的密鑰keyb2作為密鑰，對H.264的CAVLC編碼數據進行加密，實現對量子細胞神經網絡的視頻混沌加密；具體過程為：

將所述密鑰keyb2對H.264的熵編碼的CAVLC編碼數據進行加密，即對拖尾系數的符號位和非零系數幅值的符號位進行加密；獲得加密后的拖尾系數符號位的值和非零系數幅值的符號位加密后的值：

式中，TrainlingSignEn(i)為第i塊數據加密后的拖尾系數符號位的值；TrainlingSign(i)為第i塊數據加密前的拖尾系數符號位的值；Keyb2(2*i)為keyb2密鑰序列中的第2i個元素；

式中，LevelsEn(i)為第i塊數據非零系數幅值的符號位加密后的值；Levels(i)為第i塊數據非零系數幅值的符號位加密前的原始值；Keyb2(2*i+1)為keyb2密鑰序列中的第2i+1個元素。

2.根據權利要求1所述的基于量子細胞神經網絡的視頻混沌加密方法，其特征在于，步驟三中，Logistic混沌映射方程用下式表示為：

X_n+1＝μX_n(1-X_n)

式中μ為Logistic混沌系統的控制參數，n為Logistic混沌映射的迭代次數，X_n為當前第n次的迭代結果，X_n+1為X_n的下一次的迭代結果。