一种基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110430036A(43)申请公布日2019.11.08(21)申请号201910603148.7(22)申请日2019.07.05(71)申请人云南大学地址650091云南省昆明市翠湖北路2号(72)发明人李永逵曹克非许传云张晋(74)专利代理机构北京市盈科律师事务所11344代理人罗东(51)Int.Cl.H04L9/00(2006.01)H04L29/06(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图4页(54)发明名称一种基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法(57)摘要本发明公开了一种基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法，属于密码学及信息安全领域。本发明输入原始RGB彩色图像P，选取倒差混沌映射的参数和初值作为密钥K，并预设进行T轮加密操作，用密钥K迭代倒差混沌映射生成混沌伪随机序列；对混沌伪随机序列进行排列操作，再对明文图像P的图像数据进行相应的倒差混沌映射置乱以改变像素点位置得到置乱后图像；将混沌伪随机序列离散化处理得到离散随机序列，离散随机序列再与置乱后的图像进行异或运算以改变像素点的灰度值得到置混后的图像；置混后的图像再返回进行置乱处理和置混处理，并重复操作至预设值T轮加密操作得到密文图像E。本发明加密方法安全性较高、密钥空间大、计算实现速度快。CN110430036ACN110430036A权利要求书1/1页1.一种基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)输入原始RGB彩色图像P，选取倒差混沌映射的参数和初值作为密钥K，并预设进行T轮加密操作；(2)用密钥K迭代倒差混沌映射生成混沌伪随机序列，对混沌伪随机序列进行升序、降序或交替升序降序的排列操作，再对明文图像P的图像数据进行相应的倒差混沌映射置乱以改变像素点位置得到置乱后图像；(3)将混沌伪随机序列离散化处理得到离散随机序列，离散随机序列再与置乱后的图像像素点的值进行异或运算以改变像素点的灰度值得到置混后的图像；(4)置混后的图像再返回步骤(2)进行置乱处理和步骤(3)置混处理并重复操作至预设值T轮加密操作得到密文图像E。2.根据权利要求1所述基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法，其特征在于：步骤(1)倒差混沌映射的表达式为其中，参数a∈(-∞,-c)∪(0,+∞)，c,x∈(0,1)。3.根据权利要求1所述基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法，其特征在于：步骤(2)混沌伪随机序列为长度为n的浮点数序列xt。2CN110430036A说明书1/10页一种基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于倒差混沌映射的RGB彩色图像加密方法，属于密码学及信息安全领域。背景技术[0002]在当今信息时代，信息安全关乎网络安全、个人隐私保护、商业安全、经济安全乃至国家安全等诸多方面，深刻影响着人们的日常生活、社会稳定甚至国家安危等。现代密码学是保障信息网络安全的核心技术，因此密码学理论和技术的研究发展受到了各国、各学术团体及学者们前所未有的长期关注、研究和支持。混沌理论由于与现代密码学存在一些天然的联系和共同点，而可与其结合起来，发展成为密码学的一个新分支——混沌密码学，从而应用于构造伪随机序列生成器、设计图像及音视频的加密算法、构造混沌hash函数、设计混沌公钥密码算法、数字水印、数字签名及身份认证等信息安全领域。在当今信息社会，每天有大量的信息以图像的形式在网络中进行传递和交换，当被传递和交换的图像涉及信息安全保护时就需要对图像进行加密处理。[0003]图像加密过程一般采用置乱和置混的操作，置乱是改变图像像素点的位置来使得图像数据混乱，看不出原始图像信息，但是整幅图像的直方图是没有变化的；而置混则是改变图像像素点的灰度值，从而直方图也发生变化。现有技术把不同的混沌系统应用于图像加密过程。基于Arnold变换和Henon混沌系统的图像加密方法先对图像进行多次Arnold置乱变换，再利用Henon混沌序列对其进行二次置乱，然后利用Henon混沌序列与图像进行逐位异或运算来改变图像的像素值。基于混沌序列和超混沌系统的彩色图像加密方法先对原始彩色图像进行位级联合置乱，得到置乱图像；将置乱图像分解成R、G、B三基色分量，并利用超混沌系统生成用于加密置乱图像的加密矩阵；利用加密矩阵，并结合明文信息和三基色分量信息改变置乱图像的三基色分量的所有像素值，进行联合扩散，得到联合扩散后图像的三基色分量，从而得到密文图像。基于正弦映射和logistic混沌序列的图像加密方法将图像的每个像素灰度值按位异或得到数值c，利用正弦映射得到混沌序列对原始图像以某种方式进行c次置乱，得到置乱后的图像像素矩阵Q1(x,y)，再利用logi