[發明專利]一種基于多混沌系統的融合加密方法在審
| 申請號： | 202110286053.4 | 申請日： | 2021-03-17 |
| 公開（公告）號： | CN112887509A | 公開（公告）日： | 2021-06-01 |
| 發明（設計）人： | 陳占芳;陽亞 | 申請（專利權）人： | 長春理工大學;長春理工大學重慶研究院 |
| 主分類號： | H04N1/44 | 分類號： | H04N1/44;H04L9/00;H04L9/08 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務所 11569 | 代理人： | 杜陽陽 |
| 地址： | 130022 吉林*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 混沌 系統 融合 加密 方法 | ||
本發明涉及一種基于多混沌系統的融合加密方法，以PWLCM、Kent以及一維Logistic映射混沌系統為基礎，融合使用洗牌算法、比特置亂、動態DNA編碼方法，由混沌系統產生不同混沌序列，使用洗牌算法清洗二進制像素值，并通過索引矩陣進行比特位級別的置亂，再以動態DNA編碼進行擴散操作。本發明使用多混沌系統，具備了足夠大的密鑰空間，并且通過洗牌算法、比特置亂與動態DNA編碼的結合，能有效抵御統計攻擊與差分攻擊，具有良好的安全性、抗噪聲性等，增強了加密效果，提高了加密效率。
技術領域
本發明涉及圖像加密技術領域，特別是涉及一種基于多混沌系統的融合加密方法。
背景技術
目前由于網絡環境的虛擬性與開放性，數字圖像在傳輸過程中，容易受到黑客攻擊，導致圖像被竊取或者篡改。而傳統的混沌圖像加密算法普遍存在密鑰空間小、安全性能差等缺點，影響圖像加密傳輸的可靠性。
發明內容
本發明的目的是提供一種基于多混沌系統的融合加密方法，以增強加密效果，提高加密效率。
為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
一種基于多混沌系統的融合加密方法，所述加密方法包括：
將明文圖像代入哈希函數中，生成密鑰流；
將所述密鑰流每八位切分為一個比特塊，獲得比特塊序列；一個比特塊代表明文圖像的一個像素；
利用PMLCM混沌系統對所述比特塊序列中的第1個至第K個比特塊進行迭代運算，獲得第一混沌序列，并利用PMLCM混沌系統對所述比特塊序列中的第K+1個至第K+M個比特塊進行迭代運算，獲得第二混沌序列；
根據所述第一混沌序列，利用洗牌算法對所述明文圖像的每個像素中的八個比特位進行重排列，獲得每個重排列后的像素，所有重排列后的像素構成明文圖像的像素矩陣；
對所述像素矩陣進行拆分，獲得第一拆分矩陣和第二拆分矩陣；所述第一拆分矩陣為所述像素矩陣中每個像素的前四個比特位構成的矩陣，所述第二拆分矩陣為所述像素矩陣中每個像素的后四個比特位構成的矩陣；
根據所述第二混沌序列，對所述第一拆分矩陣和所述第二拆分矩陣進行交叉置換，獲得第一置換矩陣和第二置換矩陣；
利用Kent混沌系統對所述比特塊序列中的第K+M+1個至第K+2M個比特塊進行迭代運算，獲得第三混沌序列；
根據所述第三混沌序列，對所述第一置換矩陣和所述第二置換矩陣進行合并，獲得合并矩陣；
根據所述第三混沌序列，利用DNA編碼算法對所述合并矩陣進行編碼，獲得第一編碼矩陣；
利用一維Logistic混沌系統對所述第一編碼矩陣中表示第一堿基的參數和所述第一編碼矩陣中表示第二堿基的參數進行迭代運算，獲得第四混沌序列，并將所述第四混沌序列排列成與所述明文圖像大小相同的排列矩陣；
根據所述第一編碼矩陣中表示第三堿基的參數，利用DNA編碼算法對所述排列矩陣進行編碼，獲得第二編碼矩陣；
根據所述第一編碼矩陣中表示第四堿基的參數，對所述第一編碼矩陣和所述第二編碼矩陣進行DNA運算，獲得DNA運算結果；
對所述DNA運算結果進行DNA解碼，獲得密文圖像。
可選的，所述利用PMLCM混沌系統對所述比特塊序列中的第1個至第K個比特塊進行迭代運算，獲得第一混沌序列，并利用PMLCM混沌系統對所述比特塊序列中的第K+1個至第K+M個比特塊進行迭代運算，獲得第二混沌序列，具體包括：
初始化第一組擴散初值和第二組擴散初值；所述第一組擴散初值和所述第二組擴散初值均包括第一擴散初值和第二擴散初值；
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