[發(fā)明專利]基于雙混沌交叉擴散的彩色圖像加密和解密方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710723704.5
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107330338B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦鉻;段凱文;戴志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 衡陽師范學(xué)院
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06T1/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種基于雙混沌交叉擴散的彩色圖像加密方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取圖像大小為M*N的彩色圖像I；

(2)將圖像I的像素值二維矩陣轉(zhuǎn)換成一維矩陣A[0,M*N-1]；

(3)隨機產(chǎn)生兩個密鑰分別為key[0]和key[1]，key[0]∈(0,1)，key[1]∈[-1,1]，其中key[0]作為Logistic迭代的初始密鑰，key[1]作為ChebyShev迭代的初始密鑰；

(4)以key[0]為初始密鑰，用Logistic映射迭代至少100次后，再用ChebyShev迭代3次，將這3次ChebyShev迭代產(chǎn)生的結(jié)果取絕對值后分別保存在ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]中；

(5)以key[1]為初始密鑰，用ChebyShev映射迭代至少100次后，再用Logistic迭代3次，將這3次Logistic迭代產(chǎn)生的結(jié)果取絕對值后分別保存在Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]中；

(6)從A中按照像素點的排列順序取像素點并保存該像素點未解密時的值，若當(dāng)前像素點位置為奇數(shù)則用ChebyShev混沌映射以步驟(4)中產(chǎn)生的ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]為初始密鑰迭代，每次迭代都將結(jié)果記錄下來并分別保存到ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]，然后像素點的三個通道B、G、R分別異或ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]，再將ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]分別賦值給ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]用作下一次像素點的加密；若此像素點位置為偶數(shù)則用Logistic混沌映射以步驟(5)中產(chǎn)生的Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]為初始密鑰迭代，每次迭代都將結(jié)果記錄并保存到Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]，然后像素點的三個通道B、G、R分別異或Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]，再將Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]分別賦值給Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]用作下一次像素點的加密；

(7)對加密后的像素點進行擴散，取正在加密的像素點的前一個位置像素點R＇、G＇、B＇分量分別與正在加密的像素點的B、R、G或者G、B、R分量進行異或操作即R＇⊕B，G＇⊕R，B＇⊕G或者R＇⊕G，G＇⊕B，B＇⊕R；

(8)重復(fù)步驟(6)和(7)直到遍歷A中所有像素點，最后輸出密文圖像I＇。

2.如權(quán)利要求1所述的基于雙混沌交叉擴散的彩色圖像加密方法，其特征在于：所述步驟(4)中，Logistic混沌映射如式(1)所示：

x_n+1＝μx_n(1-x_n)，x_n∈(0,1)???(1)

其中，x_n為Logistic混沌映射的第n次迭代量，系統(tǒng)參數(shù)μ∈(3.5699456,4]時，Logistic映射的輸入輸出均分布在(0,1)上，Logistic映射處于混沌狀態(tài)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于雙混沌交叉擴散的彩色圖像加密方法，其特征在于：所述步驟(5)中，ChebyShev混沌映射如式(2)所示：

x_n+1＝cos(k*arccos(x_n))，x_n∈[-1,1]?(2)

其中k≥2，系統(tǒng)迭代初始值由用戶輸入的密鑰決定。