[發明專利]基于放射形擴散的圖像加密方法

在審

• 申請號: 202111474988.1
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114244489A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張曉強;楊曉唱;劉蜜
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L9/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于放射形擴散的圖像加密方法，屬于信息加密領域。數字圖像信息在互聯網上傳輸很容易，但在實踐中信息泄露也是常見的。為保障圖像內容在網絡中傳輸的高安全性，本發明提出了一種基于放射形擴散的圖像加密方法。該方法采用置亂?擴散框架。其中，置亂階段用混沌序列對圖像進行像素級置亂；擴散階段將圖像中每個像素值的8個比特和整數混沌序列中每個元素的8個比特進行異或運算，設計了一種放射形結構的比特級擴散規則，包括兩位放射擴散、四位放射擴散和八位放射擴散，共三級擴散。實驗結果和方法分析表明：該方法有著很好的統計特性和加密效果，有效提高加密方法的安全性。

技術領域

本發明涉及一種信息加密技術，特別是涉及一種圖像加密方法。

背景技術

隨著網絡技術的飛速發展，攜帶大量信息的數字圖像將在各種通信網絡中越來越頻繁地傳輸。同時，盜竊和篡改數字圖像內容也是常見的。這導致人們對信息安全的擔憂，從而激發對圖像加密的研究。目前，一些加密算法仍存在安全性弱或效率低等問題，設計一種安全且高效的圖像加密方法已成為相關領域學者的研究重點。

為保障圖像在網絡中的安全傳輸，結合圖像每個像素值的8個比特和整數混沌序列每個元素的8個比特，設計了一種用放射形結構進行的比特級擴散規則，提出了一種基于放射形擴散的圖像加密方法。該方法利用三級放射形結構進行擴散操作，實現強擴散的目的，有效地提高了加密的安全性。

發明內容

本發明的目的：針對現有的圖像加密方法存在的安全性弱問題，提出一種基于放射形擴散的圖像加密方法。

本發明的技術方案：為實現上述發明目的，采用的技術方案為基于放射形擴散的圖像加密方法，令發送方為Alice，接收方為Bob；Alice的加密步驟詳述如下：

步驟1：生成混沌序列：令原始灰色圖像I，其大小為m×n，采用二維邏輯正弦耦合映射（Two-Dimensional Logistic-Sine-Coupling Map，2D-LSCM），如公式（1）所示，產生4個混沌序列；具體為：隨機選取初始值x₀¹和y₀¹，迭代該映射m×n次，可得2個長度為mn的混沌序列X¹={x¹_i}和Y¹={y¹_i}；隨機選取初始值x₀²和y₀²，迭代該映射m×n次，可得2個長度為mn的混沌序列X²={x²_i}和Y²={y²_i}；

， （1）