[發明專利]一種新的基于超混沌的置亂與明文像素動態相關的圖像加密方法

在審

• 申請號: 202110412931.2
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113470126A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 李軍;白彩盛;李娜娜;李揚
• 申請（專利權）人: 蘭州現代職業學院
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;G06F21/60;H04L9/06;H04L9/08
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 尹潔芳

1.一種新的基于超混沌的置亂與明文像素動態相關的圖像加密方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、圖像加密算法：首先，產生用于置亂的混沌序列，按照大小順序對其進行排序形成對圖像像素進行置亂的排序序列；然后，將圖像轉化成具有M*N個元素的一維序列；最后，根據前一個像素值，決定當前像素的位置序號；

S2、密鑰生成：在產生密鑰的過程中，使用了hash算法SHA256，產生的密鑰為動態密鑰，密鑰K的長度為256比特，并且高度與明文相關，基于密鑰K，設計中間變量，產生FL-NCHM的初始值，生成初始條件后，將其帶入FL-NCHM就可以得到置亂與擴散過程所需的混沌序列；

S3、像素動態相關的置亂過程：加密過程包括兩個階段，即置亂階段和擴散階段，置亂方法與明文圖像的像素值有關，所有的置亂操作均在一維向量上進行，第一個待置亂像素的位置與像素的總和有關，其余置亂像素與前一個被置亂像素有關；

S4、擴散過程：擴散操作是為了混淆像素的值，同時使像素之間的聯系變得更加復雜，擴散有逐個像素擴散和塊擴散，這里，算法采用兩部分逐像素擴散，在圖像的二維像素平面內，從左上角開始，左到右、上到下進行擴散，使當前像素與其左邊和上方的像素相關；然后進行第二部分，從右下角開始，從右到左，下到上進行擴散，使當前像素與其右邊和下方的像素進行關聯；

S5、解密過程：根據提出的加密方案，獲得解密圖像；

S6、仿真結果和攻擊測試。

2.根據權利要求1所述的一種新的基于超混沌的置亂與明文像素動態相關的圖像加密方法，其特征在于，所述步驟S2中密鑰生成的具體步驟如下：

S201：利用明文圖像文件生成256位比特的Hash值，也就是密鑰K＝k₁，k₂，......，k₃₂，k₁，k₂，…，k₃₂分別由8比特的數據組成；

S202：通過k₁，k₂，…，k₃₂計算中間變量h₁，h₂，h₃，h₄，計算規則如下式所示：

S203：根據h₁，h₂，h₃，h₄計算初始值μ，λ，x₀，y₀，計算規則如下式所示：

其中μ′₀，λ′₀，x′₀，y′₀是給出的初始值，在算法μ′₀＝3.0，λ′₀＝4.5，x′₀＝0.4，y′₀＝0.3；

S204：將得到的初始條件帶入到FL-NCHM，產生算法所需要的混沌序列。