[發明專利]一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法在審
| 申請號： | 202310378447.1 | 申請日： | 2023-04-11 |
| 公開（公告）號： | CN116418920A | 公開（公告）日： | 2023-07-11 |
| 發明（設計）人： | 朱廣冬;張偉;朱志良;于海 | 申請（專利權）人： | 東北大學 |
| 主分類號： | H04N1/32 | 分類號： | H04N1/32;H04N1/44;H04L9/00 |
| 代理公司： | 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109 | 代理人： | 李珉 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 svir 傳播 模型 圖像 加密 方法 | ||
1.一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法，其特征在于：
將明文圖像的像素全部標記為易感狀態S，并使用偽隨機數生成器生成偽隨機數；
根據偽隨機數生成器生成的偽隨機數，選擇天然免疫像素和初始感染像素；
根據處于感染狀態的像素的位置，在感染像素所在的行和列，以及八鄰域范圍內進行“疾病”傳播，最終確定感染狀態I的像素以及處于易感S和接種狀態V的像素；
根據處于感染狀態I的像素被感染的先后順序、處于易感S和接種狀態V的像素位置的先后順序重新排列密文圖像像素的位置，同時改變像素的像素值，最終得到密文圖像。
2.根據權利要求1所述的一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法，其特征在于：包括以下步驟：
步驟1：遍歷明文圖像，將全部的明文像素標記為易感狀態S，并獲得明文圖像的像素值累加和Cpixel；
步驟2：使用Chen混沌系統作為偽隨機數生成器，并使用明文圖像像素值累加和Cpixel對Chen混沌系統需要的密鑰Key′1進行處理，得到密鑰Key1，使得在使用相同的密鑰對僅存在細微差別的明文圖像進行加密操作時，獲得截然不同的密文圖像，從而有效抵御差分攻擊；
步驟3：將偽隨機數生成器迭代計算Npre次，使混沌系統達到混沌狀態，將偽隨機數生成器每次迭代輸出的偽隨機數均記為Npseudo，偽隨機數生成器輸出的偽隨機數在(0,1)之間均勻分布，并將迭代計算的次數Npre以作為密鑰之一，來控制整個偽隨機數生成器的輸出；
步驟4：根據天然免疫率Rn和偽隨機數Npseudo在明文圖像選擇個天然免疫像素作為天然免疫個體，并將這些像素標記為接種狀態V，其中，width和height分別為明文圖像的長和寬；
步驟5：根據偽隨機數Npseudo在明文圖像中隨機選擇一個像素作為初始感染像素，將其狀態標記為感染狀態I，即初始感染者；
步驟6：將初始感染像素所在的行和列作為其參與的社交網絡，完成初始感染像素的社交網絡感染；此時的感染策略為：每個位于社交網絡的像素均存在50％的概率被感染，像素被感染的前后順序決定了其在密文圖像中的位置；
步驟7：完成初始感染像素的社交網絡感染后，根據初始感染像素的位置，將整個明文圖像分為四個“社區”，社交網絡中除初始感染像素外的所有感染像素將會回到對應的“社區”中的對應位置；
步驟8：為了進一步打破密文圖像像素間的關聯關系，對明文圖像中的易感像素進行一輪疫苗接種；即根據個偽隨機數Npseudo，在明文圖像的易感像素中隨機選擇5％的像素，將其狀態變換為接種狀態V；
步驟9：對回到對應社區位置后的感染像素，分別進行社交傳播和家庭傳播；
步驟10：在執行步驟5-9的過程中，記錄易感像素的剩余數量，然后找到位于明文圖像中心的易感像素開始向其兩側交替傳播；
步驟11：針對不同時期感染的感染像素，采取不同的康復率對其進行處理；對于初始感染像素傳染的像素，設定康復率為80％，對于后續的感染像素，康復率為60％：對于每一個處于感染狀態的像素，均使用偽隨機數生成器獲取一個偽隨機數Npseudo，若偽隨機數Npseudo小于等于康復率，則將當前像素的狀態改為痊愈狀態V，進一步提升了本算法抵御差分攻擊能力；
步驟12：將明文圖像中的感染像素以及易感狀態像素和接種狀態像素按照位置順序依次存入密文圖像中，并改變各像素的灰度值。
3.根據權利要求2所述的一種基于SVIR傳播模型的圖像加密方法，其特征在于：所述密鑰Key1的獲取如下公式所示：
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